บทคัดย่อของการบรรยายเรื่องวินัย “ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ. ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสความถี่ตัวแปร - หลักสูตรการบรรยาย ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติหลักสูตรการบรรยาย
P=Mω
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
บทนำ
1.1 คำจำกัดความของแนวคิด "ไฟฟ้าหน่วยไดรฟ์"
ไดรฟ์ไฟฟ้า
เป็นเครื่องกลไฟฟ้าควบคุม
ระบบ. มีวัตถุประสงค์เพื่อแปลงพลังงานไฟฟ้า
เป็นเครื่องกลและในทางกลับกันและจัดการกระบวนการนี้
ไดรฟ์ไฟฟ้ามีสองช่อง - กำลังและข้อมูล
(รูปภาพ
1.1).
โดย
แรก
ช่อง
ขนส่ง
รถเปิดประทุน
พลังงานผ่านช่องทางที่สองจะดำเนินการ
การจัดการการไหลของพลังงาน ตลอดจนการรวบรวมและประมวลผลข้อมูลเกี่ยวกับ
สถานะและการทำงานของระบบ การวินิจฉัย
ข้อบกพร่อง
ช่องจ่ายไฟประกอบด้วยสองส่วน
ไฟฟ้าและ
เครื่องกลและต้องมี
ลิงค์เชื่อมต่อ
ตัวแปลงไฟฟ้า
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
รูปที่ 1.1. โครงสร้างทั่วไปของไดรฟ์ไฟฟ้า
ระบบควบคุมอัตโนมัติระดับบนช่องทางการเชื่อมต่อ
IP
เครือข่าย
EP
ช่อง
ไดรฟ์ไฟฟ้า
EMF
ส.ส
คนงาน
อวัยวะ
ส่วนไฟฟ้า
เครื่องกล
ช่องจ่ายไฟของไดรฟ์ไฟฟ้า
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
โรงงานแปรรูป
ระบบ
แหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้า
ข้อมูล ในส่วนไฟฟ้าของช่องจ่ายไฟของไดรฟ์ไฟฟ้า
รวมถึงตัวแปลงไฟฟ้า EP ส่งสัญญาณ
พลังงานไฟฟ้าจากแหล่งพลังงาน IP ถึง
ตัวแปลงไฟฟ้า EMF และในทางกลับกันและ
ดำเนินการแปลงพารามิเตอร์ของไฟฟ้า
พลังงาน.
เครื่องกล
ส่วนหนึ่ง
ไดรฟ์ไฟฟ้า
แต่ง
จาก
ตัวเคลื่อนย้ายของตัวแปลงไฟฟ้า
เกียร์กล MP และส่วนการทำงานของการติดตั้งใน
ที่ซึ่งพลังงานกลถูกรับรู้อย่างมีประโยชน์
ไดรฟ์ไฟฟ้า
โต้ตอบ
กับ
ระบบ
แหล่งจ่ายไฟ (หรือแหล่งพลังงานไฟฟ้า)
การติดตั้งเทคโนโลยีและผ่านข้อมูล
ตัวแปลง IP ที่มีระบบข้อมูลมากกว่า
ระดับสูง.
ไฟฟ้า
หน่วยไดรฟ์
ใช้แล้ว
ใน
เศรษฐกิจ.
กว้าง
การแพร่กระจาย
ไดรฟ์ไฟฟ้า
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
ปรับอากาศ
คุณสมบัติ
ไฟฟ้า
พลังงาน:
สกายไดรฟ์ ไดรฟ์ไฟฟ้าเป็นหนึ่งในระบบที่ใช้พลังงานมากที่สุด
ผู้บริโภคและผู้แปรรูปพลังงาน เขาบริโภค
มากกว่า 60% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด
ไฟฟ้า
หน่วยไดรฟ์
กว้าง
ใช้แล้ว
ใน
อุตสาหกรรม การขนส่ง และสาธารณูปโภค
เศรษฐกิจ.
ไฟฟ้า
หน่วยไดรฟ์
หนึ่ง
จาก
ที่สุด
ผู้บริโภคที่ใช้พลังงานมากและผู้แปรรูปพลังงาน
ทฤษฎี
ควบคุม
ไดรฟ์ไฟฟ้า
ได้รับ
การพัฒนาอย่างเข้มข้นต้องขอบคุณ
การปรับปรุง
ดั้งเดิมและการสร้างอำนาจใหม่ควบคุม
อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ (ไดโอด ทรานซิสเตอร์ และ
ไทริสเตอร์) วงจรรวม การพัฒนาดิจิตอล
เทคโนโลยีสารสนเทศและการพัฒนาด้านต่างๆ
ระบบควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์
กรรมสิทธิ์
ทฤษฎี
ใน
พื้นที่
ควบคุม
ไดรฟ์ไฟฟ้า
เป็น
หนึ่ง
จาก
ที่สำคัญที่สุด
องค์ประกอบการฝึกอบรมวิชาชีพของผู้เชี่ยวชาญ
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
ทิศทาง "วิศวกรรมไฟฟ้า,
พลังงานและเทคโนโลยี
สกายไดรฟ์
1.2. องค์ประกอบและหน้าที่ของไดรฟ์ไฟฟ้า
การทำงานไฟฟ้า
ตัวแปลง
EP
แต่ง
ใน
การแปลงพลังงานไฟฟ้าที่จัดหาโดยเครือข่าย C และ
โดดเด่นด้วยแรงดันไฟฟ้า Uc และกระแส Ic ของเครือข่าย เข้าสู่ไฟฟ้า
พลังงานเดียวกันกับที่เครื่องยนต์ต้องการและมีลักษณะเฉพาะตามปริมาณ
ยู, ไอ.
ผู้แปลงไม่มีการจัดการและจัดการ พวกเขาคือ
อาจมีด้านเดียว (วงจรเรียงกระแส) หรือสองด้าน (ด้วย
ความพร้อมใช้งาน
สอง
ชุด
วาล์ว)
การนำไฟฟ้า,
ที่
การนำทางเดียวของทรานสดิวเซอร์และย้อนกลับ (จาก
โหลด) การไหลของพลังงานใช้คีย์เพิ่มเติม
องค์ประกอบบนทรานซิสเตอร์สำหรับพลังงาน "ระบาย" ในโหมดเบรก
ไดรฟ์ไฟฟ้า
ตัวแปลงไฟฟ้าเครื่องกลไฟฟ้า EMI (มอเตอร์) เสมอ
ที่มีอยู่ในไดรฟ์แปลงไฟฟ้า
พลังงาน (U, I) เป็นพลังงานกล (M,ω)
ตัวแปลงสัญญาณเครื่องกล MP (เกียร์): กระปุกเกียร์, คู่
น็อตสกรู N.I.
บล็อก
Usenkov.crank
กลไกข้อเหวี่ยงไฟฟ้า
ประสานงาน
โมเมนต์ M และความเร็ว ω ของเครื่องยนต์ด้วย
สกายไดรฟ์ รูปที่ 1.2 ช่องพลังงานของไดรฟ์ไฟฟ้า
P2
P1
เครือข่าย
ΔPS
ΔPe
เรา ฉัน
∆ปร
ΔPm
ΔPem
คุณ ฉัน
อืม ω m
เอ็ม w
EMF
EP
Δ โปร
ส.ส
∆ปร
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
RO ปริมาณ
ลักษณะ
รถเปิดประทุน
พลังงาน:
แรงดัน กระแส โมเมนต์ (แรง) เร่งความเร็วตำแหน่งเพลาใน
พื้นที่เรียกว่าพิกัดของไดรฟ์
หน้าที่หลักของแอคทูเอเตอร์คือการควบคุม
พิกัดนั่นคือในทิศทางบังคับของพวกเขา
เปลี่ยนแปลงตามความต้องการของเทคโนโลยี
กระบวนการ.
ต้องจัดการพิกัดภายใน
อนุญาต
โครงสร้าง
องค์ประกอบ
ไดรฟ์ไฟฟ้า,
อย่างไร
มั่นใจในความน่าเชื่อถือของระบบ อนุญาตเหล่านี้
ขีด จำกัด มักจะเกี่ยวข้องกับค่าเล็กน้อยของพิกัด
มั่นใจได้ถึงการใช้อุปกรณ์อย่างเหมาะสมที่สุด
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ อัตโนมัติ
ไดรฟ์ไฟฟ้า
(เออีพี)
นี้
ระบบเครื่องกลไฟฟ้าประกอบด้วยไฟฟ้า
เครื่อง EM เชื่อมต่อด้วยเกียร์กล
PU พร้อมกลไกการทำงาน RM, ตัวแปลงพลังงาน SP,
ระบบควบคุม SU, ชุดเซ็นเซอร์ BSU,
ซึ่งทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ป้อนกลับ
หลัก
ตัวแปร
รัฐ
EP
(ตัวเลือก:
ตำแหน่งเพลาของเครื่องทำงาน ความเร็วเชิงมุม โมเมนต์
กระแสไฟของมอเตอร์) และอุปกรณ์จ่ายไฟ
แหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ระบุ
เซมิคอนดักเตอร์
กิจการร่วมค้า
ให้บริการ
สำหรับ
การประสานกัน
ไฟฟ้า
พารามิเตอร์
แหล่งที่มา
ไฟฟ้า
พลังงาน
(แรงดันไฟฟ้า,
ความถี่)
กับ
ไฟฟ้า
พารามิเตอร์ของเครื่อง EM และการควบคุมพารามิเตอร์
(ความเร็ว แรงดัน และการพลิกกลับของการหมุน
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ รูปที่ 1.3. บล็อกไดอะแกรมของอัตโนมัติ
ไดรฟ์ไฟฟ้า
แหล่งพลังงาน
สัญญาณ
งาน
EM
ซู
กิจการร่วมค้า
BSU
PU
RM
ช่องข้อมูล EP
ชิ้นส่วนไฟฟ้าของ EP
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
ส่วนเครื่องกลของEP ระบบควบคุมถูกออกแบบมาเพื่อควบคุม
ตัวแปลงไฟและถูกสร้างขึ้นตามกฎบน
ชิปหรือไมโครโปรเซสเซอร์ ที่อินพุตระบบ
การจัดการ
เสิร์ฟ
สัญญาณ
งาน
และ
สัญญาณ
ข้อเสนอแนะเชิงลบจากหน่วยเซ็นเซอร์
อุปกรณ์
ระบบ
การจัดการ,
ใน
การปฏิบัติตาม
กับ
อัลกอริธึมที่ฝังอยู่ในนั้นสร้างสัญญาณ
การควบคุมตัวแปลงพลังงาน, การควบคุม
เครื่องไฟฟ้า.
ที่สุด
สมบูรณ์แบบ
ไดรฟ์ไฟฟ้า
เป็น
อัตโนมัติ
ไดรฟ์ไฟฟ้า
ปรับได้
ไดรฟ์ไฟฟ้า
กับ
อัตโนมัติ
ระเบียบข้อบังคับ
ตัวแปรของรัฐ
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติแบ่งออกเป็น:
ความเร็วหรือแรงบิดคงที่ EP;
EP ที่ควบคุมด้วยซอฟต์แวร์ที่เคลื่อนไหว
กลไกการทำงานตามโปรแกรมที่รวมอยู่ในสัญญาณ
งาน;
ผู้ติดตาม EA ซึ่งย้ายกลไกการทำงานใน
ตามการเปลี่ยนแปลงสัญญาณอินพุต
ตำแหน่ง
สอี
ได้รับการออกแบบ
ระเบียบตำแหน่งของกลไกการทำงาน
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
สำหรับ เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ไดรฟ์ไฟฟ้าที่ใช้มอเตอร์กระแสตรง
ปัจจุบัน
ใช้แล้ว
ใน
หลากหลาย
อุตสาหกรรม
อุตสาหกรรม:
โลหะวิทยา
วิศวกรรม,
เคมีภัณฑ์ ถ่านหิน งานไม้ ฯลฯ
ระเบียบข้อบังคับ
เชิงมุม
ความเร็ว
เครื่องยนต์
ถาวร
ปัจจุบัน
ใช้เวลา
สิ่งสำคัญ
สถานที่
ใน
ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ สมัครด้วย
วัตถุประสงค์ของตัวแปลงไทริสเตอร์นี้คือ
หนึ่งในวิธีการที่ทันสมัยในการสร้างการควบคุม
ไดรฟ์ไฟฟ้ากระแสตรง
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ การควบคุมความเร็วของ DPT ด้วย HB ดำเนินการโดยสาม
วิธี:
1. การเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่กระดองของมอเตอร์ด้วยกระแสคงที่ในขดลวด
เร้าอารมณ์;
2. โดยการเปลี่ยนกระแสในขดลวดกระตุ้นของมอเตอร์ให้คงที่
แรงดันสมอ;
3.รวมการเปลี่ยนแปลงแรงดันกระดองมอเตอร์
ขดลวดกระตุ้น
และปัจจุบันใน
แรงดันกระดองของมอเตอร์หรือกระแสในขดลวดสนามเปลี่ยนจาก
โดยใช้วงจรเรียงกระแสควบคุมซึ่งมีแอพพลิเคชั่นที่ใหญ่ที่สุด
รับวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์เฟสเดียวและสามเฟส
เมื่อควบคุมมอเตอร์ผ่านวงจรขดลวดสนาม ตัวควบคุม
วงจรเรียงกระแสทำขึ้นเพื่อใช้พลังงานต่ำและมีตัวบ่งชี้น้ำหนัก ขนาด และต้นทุนที่ดีกว่า
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ อย่างไรก็ตามเนื่องจากค่าคงที่เวลามาก
ขดลวดกระตุ้น, ไดรฟ์ไฟฟ้ามีที่เลวร้ายที่สุด
พลวัต
คุณสมบัติ
(เป็น
น้อย
ความเร็วสูง) กว่าวงจรกระดองของมอเตอร์ ดังนั้น
ทาง
ทางเลือก
โซ่
การจัดการ
มุ่งมั่น
ข้อกำหนดเฉพาะของไดรฟ์
เมื่อทำงานกับกลไกการผลิต
(เช่น กลไกหลักและกลไกเสริม
เกียร์ในเครื่องจักรแปรรูป กลไกเครน
ลิฟต์) จำเป็นต้องเปลี่ยนทิศทางการหมุน
เครื่องยนต์
(ตระหนัก
ย้อนกลับ).
เปลี่ยน
ทิศทางการหมุนมักจะมาพร้อมกับเช่น
ความต้องการอย่างรวดเร็ว (และในขณะเดียวกันก็ราบรื่น)
เบรกและอัตราเร่งที่ราบรื่น
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ สามารถย้อนกลับทิศทางการหมุนของมอเตอร์ขับเคลื่อนได้
โดยการเปลี่ยนขั้วของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับกระดองหรือโดยการเปลี่ยน
ทิศทางของกระแสในขดลวดกระตุ้น เพื่อจุดประสงค์นี้ในห่วงโซ่สมอหรือ
ขดลวดกระตุ้นป้อนสวิตช์สัมผัส (ย้อนกลับ) หรือ
ใช้ตัวแปลงไทริสเตอร์ควบคุมสองตัว
แผนภาพโครงสร้างของตัวแปลงไทริสเตอร์แบบย้อนกลับด้วย
สวิตช์สัมผัสในวงจรขดลวดกระดองแสดงในรูป ที่
วงจรนี้เช่นเดียวกับตัวแปลงส่วนใหญ่ที่ออกแบบมาสำหรับ
ไดรฟ์ โหมดแก้ไขสลับกับโหมดกลับด้าน
ตัวอย่างเช่น เมื่อเร่งความเร็วในโหมดเริ่มต้นและทำให้เสถียรใน
เงื่อนไข
ยก
โหลด
บน
เพลา
เครื่องยนต์
ไทริสเตอร์
ตัวแปลงทำงานในโหมดการแก้ไขโดยจ่ายพลังงาน
เครื่องยนต์. หากจำเป็น ให้เบรกและหยุดหลังจากนั้น
พลังงานของเครื่องยนต์จ่ายจากเครือข่ายผ่านตัวแปลง
หยุด,
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ กำลังแปล
มอเตอร์ในโหมดกลับด้าน
เครื่อง DC ภายใต้การกระทำของเฉื่อย
มวลบนเพลาจะเข้าสู่โหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
คืนพลังงานที่สะสมไว้ผ่านตัวแปลง
กับไฟ AC (การเบรกแบบสร้างใหม่)
ไดอะแกรมบล็อกตัวแปลงย้อนกลับ
เครือข่าย
380 V, 50 Hz
Usync
VS1
UZ1
VS6
ซิฟู่
Uо.с
1
ID1
2
QS1
อุดร
1
2
ID2
M1
LM1
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
Uz.s เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
ระบบมอเตอร์แปลงไทริสเตอร์
ตัวแปลงประเภทหลักที่ใช้ในการควบคุมDC EPs เป็นสารกึ่งตัวนำแบบคงที่
คอนเวอร์เตอร์ (ทรานซิสเตอร์และไทริสเตอร์) พวกเขาเป็นตัวแทน
ควบคุมการย้อนกลับหรือไม่ย้อนกลับวงจรเรียงกระแส
รวบรวมบนศูนย์หรือสะพานเฟสเดียวหรือสามเฟส
แผนงาน ทรานซิสเตอร์กำลังส่วนใหญ่จะใช้สำหรับ
การควบคุมแรงดันพัลส์ใน EP พลังงานต่ำ
หลักการทำงาน คุณสมบัติ และลักษณะของระบบ TP - D
พิจารณาตัวอย่างวงจรที่แสดงในรูปที่ 2.
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ à)
á)
~ U1
i1
T1
e2.1
VS1
อุดร
+
M2
+
Ia1
ไอดี
Uo1
อู้
2
e2.2
LM
3
VS2
ฉัน
0
หลี่
1
Ia2
4
5
6
Uo2
Ñ È Ô Ó
UÑ
รูปภาพ
2
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ
ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
7
เอ็ม วงจรเรียงกระแสควบคุม (ตัวแปลง) รวมถึง
จับคู่หม้อแปลง T มีขดลวดทุติยภูมิสองเส้น
ไทริสเตอร์สองตัว VS1 และ VS2 ทำให้เครื่องปฏิกรณ์ปรับให้เรียบด้วย
ตัวเหนี่ยวนำ L และระบบควบคุมเฟสพัลส์
ซิฟู. ขดลวดกระตุ้นของมอเตอร์ OBM นั้นขับเคลื่อนด้วยตัวเอง
แหล่งที่มา.
วงจรเรียงกระแสให้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าบน
มอเตอร์โดยการเปลี่ยนค่าเฉลี่ยของ EMF EP นี่คือ
ทำได้ด้วยความช่วยเหลือของ SIFU ซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่สัญญาณ UU
มุมควบคุมไทริสเตอร์ α (มุมหน่วงการเปิด
ไทริสเตอร์ VS1 และ VS2 สัมพันธ์กับช่วงเวลาที่ศักยภาพบน
แอโนดของพวกมันจะกลายเป็นบวกเมื่อเทียบกับ
ศักย์ไฟฟ้าที่ขั้วแคโทด) เมื่อ α = 0 เช่น ไทริสเตอร์ VS1 และ VS2
รับแรงกระตุ้นการควบคุมUαจาก SIFU ในช่วงเวลาที่กำหนด
ตัวแปลงทำการแก้ไขคลื่นเต็ม
และแรงดันไฟฟ้าเต็มถูกนำไปใช้กับเกราะของมอเตอร์ ถ้าด้วย
โดยใช้ SIFU การจ่ายพัลส์ควบคุมให้กับไทริสเตอร์ VS1 และ
VS2 เกิดขึ้นพร้อมกับการเลื่อน (ดีเลย์) โดยมุม α ≠ 0 จากนั้น EMF
ตัวแปลงลดลงและลดลงตามมา
แรงดันไฟเฉลี่ยที่จ่ายให้กับมอเตอร์
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ การพึ่งพาค่าเฉลี่ยของ EMF ของตัวแปลงหลายเฟส
จากมุมควบคุมไทริสเตอร์ a มีรูปแบบ:
(1)
ECP Emax m บาป m cos ECP 0 cos
โดยที่ m คือจำนวนเฟส
E - ค่าแอมพลิจูดของ EMF ของตัวแปลง
ESR0 - ตัวแปลง EMF ที่ α = 0
เพื่อลดผลกระทบที่เป็นอันตรายของกระเพื่อมปัจจุบันต่อเป้าหมายเกราะ
โดยปกติจะเปิดเครื่องปฏิกรณ์แบบปรับให้เรียบ โดยตัวเหนี่ยวนำ L ซึ่ง
ถูกเลือกขึ้นอยู่กับระดับระลอกคลื่นปัจจุบันที่อนุญาต
สมการสำหรับคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกล
เครื่องยนต์:
(2)
(3)
ECP 0 cos k ฉัน RY RP k
ECP 0 cos
k M RЯ
RP
k2
ที่ไหน
- ความต้านทานเทียบเท่า
RP xT ม. 2 RT RL
ตัวแปลง;
xT, RT - ลดลงเป็นขดลวดทุติยภูมิตามลำดับ
ปฏิกิริยาอุปนัยรั่วไหลและความต้านทานเชิงแอคทีฟ
ขดลวดหม้อแปลงไฟฟ้า
RL คือความต้านทานเชิงแอคทีฟของเครื่องปฏิกรณ์ปรับให้เรียบ
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ในพื้นที่แรเงา เครื่องยนต์กำลังทำงานในโหมด
กระแสไฟไม่สม่ำเสมอซึ่งกำหนดการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดเจน (ลดลง)
ลักษณะความแข็ง เนื่องจากการนำทางเดียว
คุณสมบัติของทรานสดิวเซอร์จะอยู่เฉพาะในตัวแรกเท่านั้น
(1...3 ที่ α = 0; 30, 60°) และที่สี่ (4...7 ที่ α = 90, 120, 150, 180°)
จตุภาค มุมควบคุมที่เล็กกว่านั้นสอดคล้องกับ SP ที่ใหญ่กว่าและ
ดังนั้นความเร็วของเครื่องยนต์ที่สูงขึ้น ที่ α = π/2 EMF
UV EP = 0 และเครื่องยนต์ทำงานในโหมดเบรกแบบไดนามิก
ในรูป 3 แสดงไดอะแกรมของ EA ที่มีบริดจ์สามเฟส
UV ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ~ 380 ? 50 ปี
T1
UÑ
อู้
Ñ
È
Ô
Ó
ยู
VS1
+
VS6
VS1
VS4
VS3
VS6
VS5
VS2
อุดร
หลี่
ไอดี
M1
+
LM
-
UB
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ
ไฟฟ้า
รูปภาพ
3
สกายไดรฟ์
-เพื่อสมรรถนะเครื่องยนต์ทั้งสี่
Quadrants ใช้วงจรเรียงกระแสควบคุมแบบย้อนกลับได้
ซึ่งประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสแบบผันกลับไม่ได้สองตัว เช่น with
รูปที่ส่งออกเป็นศูนย์ 4.
ก)
~ 380 โวลต์; 50 Hz
ข)
T1
2
UC
ยู
ยู
กับ
และ
F
ที่
VS1
+
VS6
VS1
VS4
VS3
VS6
VS5
VS2
L1
-
2
หลี่
1 นาที
0
นาที
เอ็ม
1 2
1max
M1
UB
2 2
L2
+
max
-
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ
ไฟฟ้า
รูปภาพ
4
สกายไดรฟ์ ย้อนกลับได้
เรียกว่า
คอนเวอร์เตอร์,
อนุญาต
เปลี่ยนขั้วของแรงดันไฟตรงและกระแสไฟในโหลด
SW แบบย้อนกลับใช้หลักการพื้นฐานสองประการ
ชุดวาล์วควบคุม: ข้อต่อและแยก
การควบคุมร่วมจัดหาอุปทานจากระบบ
การควบคุมเฟสพัลส์ของไทริสเตอร์ควบคุมพัลส์
Uαพร้อมกันบนไทริสเตอร์ของทั้งสองชุด - VS1, VS3, VS5
(กลุ่มแคโทด) และ VS2, VS4, VS6 (กลุ่มแอโนด) ในขณะเดียวกันเนื่องจาก
การมีมุมเปลี่ยนระหว่างพัลส์ควบคุมของสองชุด
ไทริสเตอร์ใกล้กับ π หนึ่งในนั้นทำงานในวงจรเรียงกระแส
โหมดและนำกระแสและอื่น ๆ ทำงานในโหมดอินเวอร์เตอร์กระแส
ไม่ดำเนินการ เพื่อให้แน่ใจว่าการควบคุมดังกล่าวระหว่างค่าเฉลี่ย
ต้องมีค่า EMF ของวงจรเรียงกระแสและอินเวอร์เตอร์
อัตราส่วน
อย่างไรก็ตามเนื่องจากความแตกต่างของค่าทันที
EMF ระหว่างชุดของไทริสเตอร์ไหลที่เรียกว่า
สมดุลปัจจุบัน เพื่อ จำกัด ไว้ในวงจรที่แสดงในรูปที่
4a, เครื่องปฏิกรณ์ไฟกระชาก L1 และ L2 ถูกจัดเตรียมไว้
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ แบบแผนของตัวแปลงวาล์ว
ให้เปลี่ยนทิศทาง
การไหลของพลังงาน
ในไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ
ปรับความเร็วของมอเตอร์ขับเคลื่อน
ที่จำเป็น
เมื่อใช้เครื่อง DC จะมี
งานไม่ได้เป็นเพียงการควบคุมความเร็วของการหมุน (สำหรับ
โดยการเปลี่ยนขนาดของแรงดันไฟฟ้า) แต่ยัง
เปลี่ยนทิศทางการหมุน (ย้อนกลับ) สำหรับสิ่งนี้
ต้องเปลี่ยนทั้งขั้วของแรงดันไฟบน
โหลดและทิศทางของกระแสในการโหลด
ปัญหานี้จะหมดไปด้วยความพิเศษ
ตัวแปลง DC ที่ไม่มีแอปพลิเคชัน
อุปกรณ์ติดต่อ,
ที่เรียกว่ากลับกัน
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
ตัวแปลงกระแสตรง
ปัจจุบันประกอบด้วย
สกายไดรฟ์ ประกอบด้วยวาล์วสองชุดซึ่งแต่ละชุด
ยอมให้กระแสไหลผ่านโหลดได้เพียงตัวเดียว
ทิศทาง.
รูปแบบที่มีอยู่ทั้งหมดของตัวแปลงวาล์วย้อนกลับ
สามารถแบ่งออกเป็นสองคลาส:
ข้าม ("แปด") แผนการและ
วงจรขนานกัน.
ในวงจรตัดขวาง (รูป a - ศูนย์และ b - สะพาน)
หม้อแปลงไฟฟ้ามีขดลวดวาล์วหุ้มฉนวนสองกลุ่ม
โดยจะป้อนวาล์วสองชุด
ในวงจร back-to-back (รูป c) เพียงหนึ่ง
กลุ่มขดลวดวาล์วของหม้อแปลงไฟฟ้า
ในทางกลับกัน
เป็น:
ตัวแปลง
ที่สุด
ศูนย์สามเฟส
สามเฟสสองเท่าพร้อมอีควอไลเซอร์
เครื่องปฏิกรณ์และ
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
แพร่หลาย ตัวแปลงย้อนกลับสามเฟส
ด้วยการส่งออกเป็นศูนย์
อา
T1
ค
Usync
นู๋
เอ
UZ1
บี
b1
1
c1
a2
ข
c2
2
Iur2
Lur1
ID1
อุดร
Iur2
VS1…
VS3
US2
Lur2
ID2
M1
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
LM1
สกายไดรฟ์
VS4…
VS6
SIFU 1
SIFU 2
Usync
Uzs วงจรเรียงกระแสสามเฟสใช้สำหรับอุปนัย
โหลดเพื่อจ่ายพลังงานให้กับขดลวดกระตุ้นของเครื่องจักรไฟฟ้า
หกเฟส
เพื่อขับเคลื่อนโซ่สมอของเครื่องยนต์
ไดรฟ์ไฟฟ้าทรงพลังพิเศษสิบสองเฟส
การทำงานของตัวแปลงถอยหลัง
สมมุติว่าในช่วงเวลาเริ่มต้นของเครื่องจักร
หมุนตามเข็มนาฬิกาด้วยความเร็ว n รอบต่อนาที ในขณะเดียวกัน เธอก็
พัฒนา back-EMF Ejak และกระแส I ไหลผ่านวงจรสมอ
(รูปภาพ
). เครื่องถูกขับเคลื่อนตั้งแต่แรก
ชุดวาล์วคอนเวอร์เตอร์ UZ1 ทำงานอยู่ใน
โหมดการแก้ไข เพื่อลดความเร็วในการหมุน
เครื่องจำเป็นต้องลดแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมันแล้ว
จำเป็นต้องเพิ่มมุมควบคุมไทริสเตอร์
VS1,VS2,VS3 ของวงจรเรียงกระแส UZ1
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากความเฉื่อยของเครื่องยนต์ ทำให้ EMF Ejak ด้านหลังไม่สามารถ
เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและกลายเป็นมากกว่าแรงดันไฟฟ้า Ud1 บน
ผลผลิต
ตัวแปลง
(บน
สมอ
เครื่องยนต์).
วาล์ว
ตัวแปลง UZ1 ปิดตัวลงอย่างรวดเร็วและกระแสโหลดลดลง
ลงไปที่ศูนย์ แต่ที่หนีบของโซ่สมอของเครื่องไฟฟ้า
หมุนด้วยความเฉื่อย Eyak หลัง Eyak ถูกเก็บรักษาไว้ซึ่ง
ช่วยให้ใช้พลังงานจลน์ของการหมุนได้อย่างเป็นประโยชน์
ขับแล้วแปลงเป็นไฟฟ้าพร้อมกันเร็ว
ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าช้าลง
ในการทำเช่นนี้ คุณต้องแปลงชุดวาล์วชุดแรกเป็น
โหมดอินเวอร์เตอร์ เช่น เพิ่มมุม α1 > 90° แต่แรก
ชุดแปลง UZ1 ใช้กับอินเวอร์เตอร์ไม่ได้
โหมด เนื่องจากจำเป็นต้องมีขั้วย้อนกลับบนตัวเครื่อง
แรงดันไฟฟ้า Ud1 ดังนั้นข้อที่สอง
ชุดวาล์ว UZ2 (α2 > 90°) ทางออกที่เชื่อมต่อกับ
โหลดขนานกับเอาต์พุตของชุดแรก UZ1 รถยนต์
ทำงานในโหมดเครื่องกำเนิด ดังนั้นความเร็วในการหมุนของมัน
ตก ดังนั้น กองหลัง EMF Eyak ซึ่งก็คือ
แรงดันไฟ N.I.
สำหรับอูเซนคอฟ
ไฟฟ้าที่สอง
UZ2 ชุดปฏิบัติการใน
โหมดอินเวอร์เตอร์ สกายไดรฟ์ น
เบรก
เครื่องยนต์ อี
โอเวอร์คล็อก
โหมด
เครื่องยนต์
โหมด
0
t
ย้อนกลับ
ฉัน
อี
0
t
<90
US2
ที่
และ
>90
และ
>90
<90
UZ1
ที่
UZ1
<90
ที่
รูปที่ 1.2 แผนภาพโหมดการทำงาน
เครื่องไฟฟ้ากระแสตรง
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ เมื่อเครื่องไฟฟ้าดับ (เอจัก=0; n=0) ท่านสามารถ
แปลงวาล์ว UZ2 ชุดที่สองเป็นวงจรเรียงกระแส
โหมด (α2<90°). При этом электрическая машина опять переходит
เข้าสู่โหมดเครื่องยนต์และขับเคลื่อนด้วยวาล์วชุดที่สอง
US2.
ทิศทาง
การหมุน
รถยนต์
การเปลี่ยนแปลง
บน
ตรงข้าม (เครื่องยนต์ถอยหลัง) แล้วเธอก็สตาร์ทอีกครั้ง
เร่งความเร็ว (จาก n=0 ถึงความเร็วที่กำหนด เช่น ถึง
n=nnom ในจตุภาคที่สามของพิกัดไดรฟ์: n และ I หรือ n
และม)
หากจำเป็นต้องย้อนกลับอีกครั้ง
มุม α2 ของวาล์วชุดที่สอง UZ2 วาล์วปิดอยู่
วาล์วชุดแรก UZ1 ถูกแปลงเป็นอินเวอร์เตอร์
โหมด (α 1>90°) ทิศทางของ Id ปัจจุบันของกระดองกลับด้าน
เครื่องไฟฟ้าทำงานในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจนถึง
ดับเครื่องยนต์อย่างสมบูรณ์
ในอนาคตด้วยการลดมุม α1> 90° ชุดแรก
วาล์ว UZ1 ถูกเปลี่ยนเป็นโหมดวงจรเรียงกระแสและ
เครื่องยนต์เร่งความเร็วให้ถึงความเร็วที่ตั้งไว้
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ การควบคุมลักษณะของการย้อนกลับ
ตัวแปลง
อุดร
Ud0
Udα1
α1
โหมด
วงจรเรียงกระแส
0
Udβ1
π
พาย/2
โหมด
อินเวอร์เตอร์
α2
β1
-Ud0
Udβ
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
α
β หากค่าเฉลี่ยของความเครียดบน
เอาต์พุต UZ1 และ UZ2 เราได้รับนิพจน์
Udocosα1 = Udocosβ2.
ดังนั้นจึงจำเป็นที่ α1= β2 ตั้งแต่ที่
โหมดอินเวอร์เตอร์ β =180°- α แล้วเงื่อนไขความเท่าเทียมกัน
ค่าแรงดันเฉลี่ยในวงจรอีควอไลเซอร์
สามารถแสดงเป็น α1+ α2 =180° โดยที่ α1 และ α2 เป็นมุม
การควบคุมไทริสเตอร์ของชุดที่หนึ่งและชุดที่สอง
วาล์วนับจากจุดธรรมชาติ
ปลดล็อกไทริสเตอร์
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ลักษณะภายนอกของการย้อนกลับ
ตัวแปลง
ลักษณะภายนอกของวงจรเรียงกระแสและอินเวอร์เตอร์
ชุดในกรณีนี้เป็นความต่อเนื่องของ one
อื่นและให้ผลลัพธ์เชิงเส้นด้านนอก
ลักษณะของตัวแปลงย้อนกลับ
อุดร
β1
α1
β1 > β
2
α2 > α
β3 > β
2
1
α3 > α
2
โหมด
อินเวอร์เตอร์
โหมด
วงจรเรียงกระแส
0
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
ไอดี ข้อต่อควบคุมวาล์ว
ชุด
หากใช้พัลส์ควบคุมพร้อมกันกับ
วาล์วของทั้งสองชุด UZ1 และ UZ2 และมุมควบคุม
ไทริสเตอร์ตรงตามเงื่อนไข
α1 + α2 = π,
ควบคุม
วาล์ว
ตกลง
กลุ่ม
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
เรียกว่า แยกการควบคุมวาล์ว
ชุด
เพื่อให้ได้ไดรฟ์ไฟฟ้าที่ใช้งานได้ทั้งสี่
จตุภาคของสนาม: ω - I หรือ ω - M จำเป็นต้องใช้การย้อนกลับ
ตัวแปลงไทริสเตอร์ให้กระแสไฟกระดอง
มอเตอร์ทั้งสองทิศทาง
ตัวแปลงกลับประกอบด้วยไทริสเตอร์สองกลุ่ม
ต่อกันแบบขนานกัน
ในรูปแบบนี้ สองวาล์วชุด UZ1 และ UZ2 แต่ละชุดประกอบตาม
วงจรบริดจ์สามเฟสต่อขนานกันด้วย
ขั้วตรงข้ามด้านกระแสไฟที่แก้ไข
ใช้การปลดล็อกพัลส์พร้อมกันกับไทริสเตอร์ทั้งสองกลุ่ม
เป็นไปไม่ได้เพราะจะเกิดไฟฟ้าลัดวงจร ดังนั้นในโครงการนี้
ทำได้แค่
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ไทริสเตอร์หนึ่งกลุ่ม UZ1 หรือ UZ2; อีกกลุ่ม
ต้องปิดไทริสเตอร์ (เปิดพัลส์
ลบออก).
ดังนั้นตัวแปลงย้อนกลับด้วย
แยกการควบคุม - นี่คือคอนเวอร์เตอร์, ใน
ซึ่งพัลส์ควบคุมมาที่เดียวเท่านั้น
จากชุดวาล์วที่นำกระแส แรงกระตุ้น
ควบคุมวาล์วชุดที่สองในเวลานี้ไม่ได้
ถูกจ่ายและปิดวาล์ว เครื่องปฏิกรณ์ Lur ในโครงการ
อาจจะหายไป ดู Gorby243s
ด้วยการควบคุมวาล์วแยกส่วน
เฉพาะกลุ่มไทริสเตอร์นั้นซึ่งปัจจุบันคือ
จะต้องนำกระแสในโหลด เลือกกลุ่มนี้
ขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนที่ของตัวกระตุ้น ("ไปข้างหน้า" หรือ
"ย้อนกลับ") และจากโหมดการทำงานของไดรฟ์: motor
โหมดหรือการเบรกแบบสร้างใหม่
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ตารางที่ 1 - การเลือกชุดวาล์ว
โหมดการทำงานของ EP
เครื่องยนต์
เบรค
ทิศทาง
การเคลื่อนไหว
"ซึ่งไปข้างหน้า"
UZ1
US2
"กลับ"
US2
UZ1
ในระบบควบคุมของ EA การเลือกและการรวมกลุ่มที่ต้องการ
ไทริสเตอร์ถูกผลิตขึ้นโดยอัตโนมัติโดยใช้ตรรกะ
อุปกรณ์สวิตชิ่งของ LPU หลักการก่อสร้างซึ่ง
แสดงในรูป
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ เรายอมรับทิศทางของกระแสเกราะเมื่อทำงาน "ไปข้างหน้า" ใน
โหมดมอเตอร์เป็นบวก ด้วยสัญญาณบวก
การตั้งค่าความเร็ว ωset ให้สอดคล้องกับการเคลื่อนไหว
"ไปข้างหน้า" และ
สัญญาณผิดพลาดความเร็วซึ่งในโหมดมอเตอร์ก็เช่นกัน
จะเป็น (ωset- ω)≥0 สัญญาณที่มาถึง LPU จากตัวควบคุมปัจจุบัน
จะมีเครื่องหมาย (+) ตามนี้ สถานพยาบาลจะเปิดเครื่องอิเล็กทรอนิกส์
คีย์ QS1 ซึ่งให้การปลดล็อกพัลส์ไปยังไทริสเตอร์
กลุ่ม UZ1 มุมควบคุม α1 ถูกกำหนดโดยระบบ
การควบคุมอัตโนมัติตามสัญญาณเอาท์พุต
ตัวควบคุมปัจจุบัน RT ทั้ง SIFU (1) และ (2) ทำงานร่วมกันเพื่อให้
ผลรวมของมุม sum . เป็นเท่าไหร่
α1 + α2 = π .
(1)
ดังนั้นสำหรับกลุ่มไทริสเตอร์ที่ทำงานใน
โหมดการแก้ไข การกระตุ้นพัลส์ถูกนำไปใช้กับมุม α1 =
0…พาย/2. ในเวลาเดียวกัน SIFU2 จะสร้างแรงกระตุ้น
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ มุมควบคุม α2 = π - α1 เช่น มุมควบคุม
ที่เกี่ยวข้อง
อินเวอร์เตอร์
ระบอบการปกครอง
งาน
ตัวแปลง UZ2 อย่างไรก็ตามเนื่องจากกุญแจอิเล็กทรอนิกส์
QS2 เปิดอยู่ ควบคุมพัลส์ไปยังไทริสเตอร์ของกลุ่ม
ไม่ได้รับ UZ2
ตัวแปลง UZ2 ปิด แต่
เตรียมพร้อมสำหรับการทำงานในโหมดอินเวอร์เตอร์
เช่น
หลักการ
ตกลง
การจัดการ
ชุดวาล์วที่กำหนดโดย (1) ช่วยให้
จับคู่ลักษณะทางกลของไดรฟ์กับ
โหมดมอเตอร์และเบรกดังแสดงใน
รูป.
ที่
ความต้องการ
เบรก
ขับ
สัญญาณอ้างอิงความเร็ว ωset ลดลง ผิดพลาดโดย
เครื่องหมายเปลี่ยนความเร็ว (ωass - ω)<0, и на входе ЛПУ знак
สัญญาณเปลี่ยนจาก (+) เป็น (-) ตามที่
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ติดต่อ QS1 ปิดและการติดต่อ QS2 เปิดขึ้น อย่างไรก็ตาม
การเปิดการติดต่อ QS2 ไม่ได้เกิดขึ้นทันที แต่มีบ้าง
หน่วงเวลาที่จำเป็นสำหรับกระแสกระดองถึง
ลดลงเป็นศูนย์และไทริสเตอร์ UZ1 คืนค่าการบล็อก
คุณสมบัติ. กระแสตกเหลือศูนย์ถูกควบคุมโดยเซ็นเซอร์ปัจจุบัน DT และ
null-organ แต่ (ในรูปแบบอื่นเพื่อจุดประสงค์นี้
เซ็นเซอร์วัดค่าการนำไฟฟ้าของวาล์ว)
เมื่อกระแสลดลงเป็นศูนย์หลังจากเกิดความล่าช้า
เวลาเปิดคีย์ QS2 และตัวแปลงเริ่มทำงาน
UZ2 เตรียมพร้อมสำหรับการทำงานในโหมดอินเวอร์เตอร์แล้ว หน่วยไดรฟ์
เข้าสู่โหมดการเบรกแบบสร้างใหม่ เวลาทั้งหมด
การสลับกลุ่มไทริสเตอร์คือ 5 - 10 ms ซึ่งก็คือ
ยอมรับได้เพื่อให้แน่ใจว่ามีการควบคุม ES คุณภาพสูง
เมื่อทำงานในโหมดมอเตอร์ในทิศทาง "ย้อนกลับ" สัญญาณ
การอ้างอิงความเร็วเป็นค่าลบและค่าสัมบูรณ์
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ความเร็วผิดพลาด |ωset - ω | บวกดังนั้น
อินพุต LPU รับสัญญาณลบ และเปิดขึ้น
กุญแจ
QS2.
ผลงาน
ตัวแปลง
US2
ใน
โหมดการแก้ไข กฎตรรกะของการทำงาน
LPU แสดงไว้ในตารางที่ 2
นอกจากนี้ยังมีการใช้แผนบริการด้านสุขภาพอื่น ๆ
ลักษณะทางกลของไดรฟ์ย้อนกลับ TP-D
แบบแยกส่วนควบคุมจะแสดงในรูป
ด้วยกระแสต่อเนื่อง
อธิบายโดยสมการ (1)
สมอ
เครื่องยนต์
พวกเขา
ในโหมดของกระแสไม่ต่อเนื่องในพื้นที่เล็ก
ค่าแรงบิด ความเป็นเส้นตรงของคุณสมบัติถูกละเมิด
ในระบบปิดปัจจุบันและความเร็วที่ทันสมัย
กฎระเบียบด้วยการใช้ adaptive
ตัวควบคุม เป็นไปได้ที่จะทำให้เครื่องจักรเป็นเส้นตรง
คุณสมบัติของ EP iN.I.
พรีอุเซนคอฟ
ไฟฟ้าขนาดเล็ก
ค่าโมเมนต์
สกายไดรฟ์ ตารางที่ 2 - ตรรกะของการทำงานของสถานพยาบาล
เข้าสู่ระบบ
เข้าสู่ระบบ
เข้าสู่ระบบ
เปิด
ผลงาน
โหมด
ωass
|ωass- ω|
ที่ทางเข้า
กุญแจ
งาน
สถานบริการสุขภาพ
QS
แปลง
เอ๊ะ
+
+
+
QS1
UZ1
+
-
QS2
US2
-
+
-
QS2
US2
-
-
+
QS1
UZ1
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
ไดรฟ์ไฟฟ้า
เอ
เครื่องยนต์
ไทย
เบรค
เครื่องยนต์
ไทย
เบรค ลักษณะภายนอกของวงจรเรียงกระแส
อุดร
Ud0
Ud1
0
ไอดี
ฉัน d1
ฉัน k.z
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
7. ไดรฟ์ไฟฟ้าและระบบอัตโนมัติของการติดตั้งทางอุตสาหกรรมและคอมเพล็กซ์เทคโนโลยี
การใช้งานด้านเทคนิคเอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ภารกิจที่ 1 กำหนดค่าของช่วงเวลาที่ลดลง J และ Ms at
ยกของขึ้น (รูปที่ 1) หากทราบ: Jd = 3.2 kg m2; จูเนียร์=3.6 กก. ตร.ม.;
อัตราทดเกียร์ของกระปุกเกียร์ p=0.96; ประสิทธิภาพของคณะผู้บริหาร
(กลอง) B=0.94; ความเร็วเชิงมุมของเครื่องยนต์ ω=112 rad/s; ความเร็ว
โหลดยก v=0.2 m/s; มวลสินค้า m=1000 กก.
คำอธิบาย.
ลดช่วงเวลาคงที่:
Mc
ฟ พี . o พี o
พี บี ดี
เอ็มจีพีโอ
พี บี ดี
1000 9,81 0,2
19.41 ชั่วโมง m
0,96 0,94 112
โมเมนต์ความเฉื่อยที่ลดลง J:
เจ
เจ ดี เจ โร
ฉัน p2
เมตร(
2 3,2 3,6
0,2 2
1000
) 3.3 กก. ตร.ม.
2
ดี
112
6,14
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ Jd, np, ip, พี
M, d, Jd
ดี
PU
Mpo, ปอ, jpo
RO (b) และโครงร่างที่ 3 ทำความคุ้นเคยกับ
MatLab7/Simulink3.
ห้องสมุด
วิชาเอก
บล็อก
ใน
โปรแกรม
4. รวบรวมแบบจำลองบล็อกของการตั้งค่าห้องปฏิบัติการเพื่อดำเนินการ
วิจัยตามหัวข้อที่กำหนดและให้คำอธิบายสั้น ๆ
อุปกรณ์การทำงานที่ใช้แล้วและการวัดเสมือนจริง
เครื่องใช้ไฟฟ้า.
5. สำรวจการตั้งค่าห้องปฏิบัติการเสมือนและป้อนชื่อย่อ
ข้อมูลในกล่องโต้ตอบของโปรแกรม วางเเผน
การทดลอง.
6. หลังจากทำงานเสร็จแล้วให้จัดทำรายงานเกี่ยวกับโครงสร้าง:
ชื่องานและวัตถุประสงค์ของงาน
คำอธิบายของขาตั้งห้องปฏิบัติการ
การวิเคราะห์ออสซิลโลแกรมของการพึ่งพาการทดลอง
ผลการวิจัย
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ งานที่ N. การวิจัยของไดรฟ์ไฟฟ้าตาม
โครงสร้าง "Rectifier-converter-synchronous motor"
บล็อกโมเดลของไดรฟ์ไฟฟ้าพร้อมมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ ผลการจำลอง
เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์ เอ็น.ไอ. ยูเซนคอฟ ไฟฟ้า
สกายไดรฟ์
หลายคนเข้าใจผิดคิดว่าไดรฟ์ไฟฟ้าเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าที่ทำงานบางประเภท อันที่จริงสิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าไม่เพียงแต่ประกอบด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังมีกระปุกเกียร์ ระบบควบคุมสำหรับมัน เซ็นเซอร์ป้อนกลับ รีเลย์ต่างๆ ฯลฯ นี่ไม่ใช่ระบบไฟฟ้า แต่เป็นระบบไฟฟ้า สามารถปรับได้ (อัตโนมัติ อัตโนมัติ หรือไม่ใช่อัตโนมัติ) หรือไม่ปรับได้ (ปั๊มในครัวเรือน ฯลฯ) เราจะพิจารณาประเภทของอุปกรณ์ควบคุม
ไดรฟ์ไฟฟ้าไม่อัตโนมัติ
เมื่ออุปกรณ์นี้ทำงาน การดำเนินการทั้งหมดเพื่อควบคุมพิกัดจะดำเนินการในโหมดกำหนดเอง นั่นคือสำหรับการทำงานของอุปกรณ์ประเภทนี้จำเป็นต้องมีผู้ปฏิบัติงานซึ่งจะตรวจสอบการดำเนินการตามกระบวนการที่ถูกต้อง ตัวอย่างคือไดรฟ์เครนไฟฟ้า ซึ่งผู้ปฏิบัติงานเป็นผู้ดำเนินการทั้งหมด
ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ
ระบบอัตโนมัติมีสัญญาณป้อนกลับตามพิกัดหรือพารามิเตอร์ต่างจากไดรฟ์ที่ไม่ใช่แบบอัตโนมัติ (กระแสไฟของมอเตอร์, ความเร็ว, ตำแหน่ง, แรงบิด) ด้านล่างเป็นแผนภาพบล็อก:
ไดอะแกรมโครงสร้างของไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ
ZA - อุปกรณ์ป้องกัน (เบรกเกอร์วงจร ฟิวส์ ฯลฯ)
PEE - เครื่องแปลงพลังงานไฟฟ้า (chastotnik, ตัวแปลงไทริสเตอร์)
DT - เซ็นเซอร์ปัจจุบัน
DN - เซ็นเซอร์แรงดัน
SU PEE - ระบบควบคุมคอนเวอร์เตอร์
PU - แผงควบคุม
PM - กลไกการส่งกำลัง (ข้อต่อ, กระปุกเกียร์, ฯลฯ )
RO - ร่างกายทำงาน
ED - มอเตอร์ไฟฟ้า
ด้วยโครงสร้างการควบคุมดังกล่าว ระบบควบคุม PEE ไม่เพียงควบคุมคอนเวอร์เตอร์เท่านั้น แต่ยังควบคุมทั้งระบบในคราวเดียวอีกด้วย ด้วยการควบคุมดังกล่าว เซ็นเซอร์ป้อนกลับจะควบคุมพารามิเตอร์และส่งสัญญาณไปยังผู้ปฏิบัติงาน ระบบนี้ในโหมดอัตโนมัติสามารถดำเนินการบางอย่างได้ (เริ่ม หยุด ฯลฯ) แต่ยังต้องมีบุคคลอยู่เพื่อควบคุมการทำงานของอุปกรณ์นี้ ตัวอย่างเช่น การเปิดตัวของสายพานลำเลียงแบบหลายสายซึ่งไม่ใช่ทุกสายพานลำเลียงที่เริ่มต้นในคราวเดียว แต่ในทางกลับกัน เมื่อคำนึงถึงเวลาเริ่มต้นของแต่ละสายการผลิตและเงื่อนไขการเริ่มต้นด้วย เช่นนั้นพวกเขาก็หยุด
ดังที่เราเห็นได้จากแผนภาพบล็อก สัญญาณตอบรับมาถึงคอนโซลของผู้ควบคุมเครื่อง ซึ่งสังเกตกระบวนการทางเทคโนโลยีโดยตรง และส่วนหนึ่งมาที่ระบบควบคุมของอุปกรณ์แปลงสัญญาณเพื่อใช้การป้องกันขั้นพื้นฐานและดำเนินการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในสัญญาณการตั้งค่าที่กำลังจะเกิดขึ้น จากแผงควบคุม
ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ
ไม่จำเป็นต้องมีบุคคลสำหรับการทำงานของไดรฟ์ไฟฟ้าในโหมดอัตโนมัติ ในกรณีนี้ ทุกอย่างเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ ด้านล่างเป็นแผนภาพบล็อก:
ไดอะแกรมโครงสร้างของระบบควบคุมอัตโนมัติของไดรฟ์ไฟฟ้า APCS - ระบบควบคุมกระบวนการอัตโนมัติ
ดังที่เราเห็นได้จากแผนภาพบล็อก เซ็นเซอร์ป้อนกลับทั้งหมดมาที่ระบบควบคุมกระบวนการ มันประมวลผลสัญญาณจากเซ็นเซอร์ และส่งสัญญาณควบคุมไปยังระบบย่อยอื่นๆ โครงสร้างการควบคุมนี้สะดวกมาก เนื่องจากไม่ต้องมีการตรวจสอบกระบวนการอย่างต่อเนื่องโดยผู้ปฏิบัติงาน และลดอิทธิพลของปัจจัยมนุษย์ ตัวอย่างเช่น เครื่องยกของทุ่นระเบิดที่ทันสมัยซึ่งสามารถทำงานได้ในโหมดอัตโนมัติ นำทางโดยเซ็นเซอร์ป้อนกลับ
ในโลกสมัยใหม่ ระบบควบคุมกระบวนการอัตโนมัติกำลังได้รับการแนะนำอย่างแข็งขัน ไม่เพียงแต่สำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าเท่านั้น ไม่ค่อยมีระบบที่มีการควบคุมกระบวนการทางเทคโนโลยีแบบแมนนวล ทุกระบบเป็นระบบอัตโนมัติหรือระบบควบคุมกระบวนการอัตโนมัติได้รับการนำไปใช้อย่างสมบูรณ์ในสายเหล่านี้
การบรรยายเรื่องวินัย "ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ" วรรณคดี 1. Chilikin M.G. , Sandler A.S. หลักสูตร General Electric Drive (EP).-6th ed. -M.: Energoizdat, - 576 p. 2. Moskalenko V.V. ไดรฟ์ไฟฟ้า - M.: Mastery; โรงเรียนมัธยม, -368 น. 3. Moskalenko V.V. ไดรฟ์ไฟฟ้า: หนังสือเรียนสำหรับวิศวกรรมไฟฟ้า ผู้เชี่ยวชาญ. -ม.: สูงกว่า. โรงเรียน - 430 น. 4. คู่มือไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ / เอ็ด วีเอ เอลิเซวา เอ.วี. Shiyansky.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 น. 5. Moskalenko V.V. ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ: หนังสือเรียนสำหรับมหาวิทยาลัย.- ม.: Energoatomizdat, p. 6. Klyuchev V.I. ทฤษฎีการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า - ม.: Energoatomizdat, p. 7. GOST R-92 ไดรฟ์ไฟฟ้า ข้อกำหนดและคำจำกัดความ Gosstandart ของรัสเซีย 8. คู่มือวิศวกรไฟฟ้ากับ.-x. การผลิต / Tutorial.-M.: Informagrotech, p. ๙. แนวทางการดำเนินงานห้องปฏิบัติการเบื้องต้นเกี่ยวกับไดรฟ์ไฟฟ้าสำหรับนักศึกษาคณะพลังงานไฟฟ้าเกษตร / Stavropol, SSAU, "AGRUS", - 45 หน้า 10. Savchenko P.I. การประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับไดรฟ์ไฟฟ้าในการเกษตร – ม.: โคลอส, พี. เว็บไซต์ที่แนะนำบนอินเทอร์เน็ต: การบรรยายเรื่องวินัย "ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ" วรรณกรรม 1. Chilikin M.G. , Sandler A.S. หลักสูตร General Electric Drive (EP).-6th ed. -M.: Energoizdat, - 576 p. 2. Moskalenko V.V. ไดรฟ์ไฟฟ้า - M.: Mastery; โรงเรียนมัธยม, -368 น. 3. Moskalenko V.V. ไดรฟ์ไฟฟ้า: หนังสือเรียนสำหรับวิศวกรรมไฟฟ้า ผู้เชี่ยวชาญ. -ม.: สูงกว่า. โรงเรียน - 430 น. 4. คู่มือไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ / เอ็ด วีเอ เอลิเซวา เอ.วี. Shiyansky.-M.: Energoatomizdat, 1983. – 616 น. 5. Moskalenko V.V. ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ: หนังสือเรียนสำหรับมหาวิทยาลัย.- ม.: Energoatomizdat, p. 6. Klyuchev V.I. ทฤษฎีการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า - ม.: Energoatomizdat, p. 7. GOST R-92 ไดรฟ์ไฟฟ้า ข้อกำหนดและคำจำกัดความ Gosstandart ของรัสเซีย 8. คู่มือวิศวกรไฟฟ้ากับ.-x. การผลิต / Tutorial.-M.: Informagrotech, p. ๙. แนวทางการดำเนินงานห้องปฏิบัติการเบื้องต้นเกี่ยวกับไดรฟ์ไฟฟ้าสำหรับนักศึกษาคณะพลังงานไฟฟ้าเกษตร / Stavropol, SSAU, "AGRUS", - 45 หน้า 10. Savchenko P.I. การประชุมเชิงปฏิบัติการเกี่ยวกับไดรฟ์ไฟฟ้าในการเกษตร – ม.: โคลอส, พี. เว็บไซต์แนะนำบนอินเทอร์เน็ต:
แหล่งพลังงานไฟฟ้า (IEE) อุปกรณ์ควบคุม (CU) อุปกรณ์แปลง (PRB) อุปกรณ์มอเตอร์ไฟฟ้า (EM) M อุปกรณ์ส่ง (TRD) ผู้ใช้พลังงานกล (PME) U,I,f d F d, V d M m ( F m), ω m (V m) งาน รูปที่ 3 - แผนภาพโครงสร้างของ AED
3 ประสิทธิภาพของ AED สำหรับอุปกรณ์เครื่องกลไฟฟ้าใดๆ ตัวบ่งชี้ที่สำคัญคือประสิทธิภาพของ AED = PRB · ED · PRD ที่โหลดที่กำหนดคือ 60-95%
4 ข้อดีของ AED 1) ระดับเสียงต่ำระหว่างการใช้งาน 2) ไม่มีมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม 3) พลังที่หลากหลายและความเร็วเชิงมุมของการหมุน 4) ความพร้อมใช้งานของการควบคุมความเร็วเชิงมุมของการหมุนและประสิทธิภาพของหน่วยกระบวนการ 5) ความง่ายของระบบอัตโนมัติ การติดตั้ง การทำงานเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องยนต์ความร้อน เช่น การเผาไหม้ภายใน
สถาบันเศรษฐศาสตร์เทศบาลแห่งชาติคาร์คิฟ
บันทึกบรรยาย
ตามระเบียบวินัย
"ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าอัตโนมัติ"
(สำหรับนักเรียนชั้นปีที่ 4 ของการศึกษาเต็มเวลาและนอกเวลาในวิชาพิเศษ 6.090603 - "ระบบไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ")
คาร์คิฟ - HNAGH - 2007
บทคัดย่อของการบรรยายในสาขาวิชา "ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ" (สำหรับนักศึกษาชั้นปีที่ 4 ของการศึกษาทุกรูปแบบเฉพาะ 6.090603 - "ระบบจ่ายไฟ") รับรองความถูกต้อง Garyaz V.N. , Fateev V.N. - Kharkov: KhNAGH, 2007. - 104 หน้า.
เนื้อหา
| ลักษณะทั่วไปของบันทึกการบรรยาย |
||
| โมดูลเนื้อหา 1 ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ - พื้นฐานสำหรับการพัฒนากองกำลังการผลิตของประเทศยูเครน. . . . . . . . . . . . | ||
| บรรยาย 1 | ||
| 1.1. | การพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าเป็นสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี . . . . . | 6 |
| 1.2. | หลักการสร้างระบบควบคุม ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| บรรยาย 2 | ||
| 1.3. | การจำแนกประเภทของระบบควบคุม AEP . . . . . . . . . . . . . . . . . | 13 |
| โมดูลเนื้อหา 2 กลไกการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า . . . . . . . . . . | 18 |
|
| บรรยาย 3 | ||
| 2.1. | นำโมเมนต์และพลังแห่งการต่อต้าน โมเมนต์ความเฉื่อย . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| บรรยาย 4 | ||
| 2.2. | สมการการเคลื่อนที่ของไดรฟ์ไฟฟ้า . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 21 |
| บรรยาย 5 | ||
| 2.3. | ลักษณะทางกลของมอเตอร์กระแสตรงที่มีการกระตุ้นอิสระ โหมดมอเตอร์ . . . . . . . . . . | |
| บรรยาย 6 | ||
| 2.4. | ลักษณะทางกลของมอเตอร์กระแสตรงที่มีการกระตุ้นอิสระ โหมดเบรกไฟฟ้า . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| บรรยาย 7 | ||
| 2.5. | ลักษณะทางกลของมอเตอร์กระแสตรงแบบตื่นเต้นแบบอนุกรม โหมดมอเตอร์ . . . . . | |
| บรรยาย 8 | ||
| 2.6. | ลักษณะทางกลของมอเตอร์กระแสตรงแบบตื่นเต้นแบบอนุกรม โหมดเบรกไฟฟ้า . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| บรรยาย 9 | ||
| 2.7. | ลักษณะทางกลของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส โหมดมอเตอร์ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| บรรยาย 10 | ||
| 2.8. | ลักษณะทางกลของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส โหมดเบรกไฟฟ้า . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| บทเรียนที่ 11 | ||
| 2.9. | ลักษณะทางกลและทางไฟฟ้าของมอเตอร์ซิงโครนัส . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| โมดูลเนื้อหา 3 หน่วยทั่วไปของวงจรควบคุมมอเตอร์อัตโนมัติ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||
| บรรยาย 12 | ||
| 3.1. | หลักการควบคุมอัตโนมัติในการสตาร์ทและเบรกของเครื่องยนต์ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| บทเรียนที่ 13 | ||
| 3.2. | โหนดทั่วไปของวงจรควบคุมอัตโนมัติสำหรับการสตาร์ท DPT | 77 |
| บรรยาย 14 | ||
| 3.3. | โหนดทั่วไปของวงจรสำหรับควบคุมการเบรก DPT โดยอัตโนมัติ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| บรรยาย 15 | ||
| 3.4. | โหนดทั่วไปของวงจรควบคุมอัตโนมัติสำหรับการสตาร์ทมอเตอร์กระแสสลับ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| บรรยาย 16 | ||
| 3.5. | โหนดทั่วไปของวงจรสำหรับควบคุมการเบรกอัตโนมัติของมอเตอร์กระแสสลับ . . . . . . . . . . . . . . . | |
| บรรยาย 17 | ||
| 3.6. | หน่วยป้องกันไฟฟ้าของมอเตอร์และวงจรควบคุม . . | 98 |
ลักษณะทั่วไปของบทสรุปการบรรยาย
ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติเป็นผู้ใช้ไฟฟ้าหลัก ในประเทศอุตสาหกรรม มากกว่า 65% ของกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกแปลงโดยไดรฟ์ไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ดังนั้น การพัฒนาและปรับปรุงไดรฟ์ไฟฟ้า ซึ่งเป็นพื้นฐานของอัตราส่วนพลังงานต่อน้ำหนักของแรงงาน มีส่วนช่วยในการเติบโตของผลิตภาพและประสิทธิภาพการผลิต ความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติและความสามารถของไดรฟ์ไฟฟ้าช่วยให้วิศวกรไฟฟ้าใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าได้อย่างมีเหตุมีผล โดยคำนึงถึงความต้องการของทั้งเครื่องจักรเทคโนโลยีและระบบจ่ายไฟ วิชา "ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ" ได้รับการศึกษาในภาคการศึกษาที่เจ็ดของปีที่สี่ของการศึกษา หลักสูตรพิเศษ "ระบบไฟฟ้าของการใช้พลังงาน" จัดสรรสี่หน่วยกิตสำหรับมัน พวกเขาจะเต็มไปด้วยหกโมดูลที่มีความหมายซึ่งศึกษาในระหว่างการบรรยายและชั้นเรียนภาคปฏิบัติเมื่อปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการและการคำนวณและงานกราฟิก
บันทึกการบรรยายนี้มีเนื้อหาสำหรับการศึกษาเนื้อหาสามโมดูลแรกของหัวข้อ "ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ" ในโมดูลเนื้อหาแรก ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติถือเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนากำลังผลิตของประเทศยูเครน ประการที่สอง ศึกษาลักษณะทางกลของมอเตอร์ โดยแสดงความสามารถของมอเตอร์ระหว่างการทำงาน ทั้งในโหมดมอเตอร์และในโหมดเบรกด้วยไฟฟ้า ในโมดูลที่สามจะทำการศึกษาส่วนประกอบทั่วไปของวงจรควบคุมเครื่องยนต์อัตโนมัติ ตามคุณสมบัติของมอเตอร์ที่ศึกษาในโมดูลที่สอง หน่วยทั่วไปให้การสตาร์ท การเบรก และการย้อนกลับของมอเตอร์โดยอัตโนมัติในเวลา ความเร็ว และกระแสด้วยการควบคุมปริมาณเหล่านี้โดยตรงหรือโดยอ้อม โครงสร้าง โหนดทั่วไปจะรวมกันในรูปแบบของสถานีควบคุม ส่วนแบ่งของสถานีควบคุมในจำนวนไดรฟ์ไฟฟ้าทั้งหมดที่ใช้ในยูเครนเกิน 80%
บรรยาย 1
1.1. การพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้าเป็นสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ตั้งแต่สมัยโบราณ มนุษย์ได้พยายามแทนที่การใช้แรงงานหนักซึ่งเป็นแหล่งพลังงานกล (ME) ด้วยการทำงานของกลไกและเครื่องจักร สำหรับสิ่งนี้ ในการขนส่งและงานเกษตรกรรม ในโรงสีและระบบชลประทาน เขาใช้ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อของสัตว์ พลังงานของลมและน้ำ และต่อมาคือพลังงานเคมีของเชื้อเพลิง นี่คือลักษณะที่ไดรฟ์ปรากฏขึ้น - อุปกรณ์ที่ประกอบด้วยสามส่วนที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ: เครื่องยนต์ (D), อุปกรณ์ส่งกำลังทางกล (MPU) และเครื่องจักรเทคโนโลยี (TM)
วัตถุประสงค์ของเครื่องยนต์ : การแปลงพลังงานประเภทต่างๆ ให้เป็นพลังงานกล MPU ออกแบบมาเพื่อถ่ายโอน ME จากเครื่องยนต์ไปยัง TM ไม่ส่งผลต่อปริมาณของ ME ที่ส่ง (โดยไม่คำนึงถึงความสูญเสีย) แต่สามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์ได้ และเพื่อประสานงานประเภทการเคลื่อนไหว จะดำเนินการในรูปของสายพาน โซ่ เกียร์ หรือระบบส่งกำลังทางกลอื่นๆ
ในเครื่องจักรเทคโนโลยี ME ใช้เพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติ สถานะ รูปร่าง หรือตำแหน่งของวัสดุหรือผลิตภัณฑ์ที่กำลังดำเนินการ
ในไดรฟ์ที่ทันสมัย มอเตอร์ไฟฟ้า (EM) ต่างๆ ถูกใช้เป็นแหล่งของ ME พวกเขาแปลงพลังงานไฟฟ้า (EE) เป็นพลังงานกล ดังนั้นไดรฟ์จึงเรียกว่าไดรฟ์ไฟฟ้า (EA) แผนภาพการทำงานของมันแสดงในรูปที่ 1.1. นอกจากองค์ประกอบที่ระบุชื่อแล้ว องค์ประกอบของมันยังรวมถึงคอนเวอร์เตอร์ควบคุม (P) ด้วยความช่วยเหลือจากเครือข่าย EE ที่จัดหาให้ ED
โดยการเปลี่ยนสัญญาณควบคุมคอนเวอร์เตอร์ ยู ที่คุณสามารถเปลี่ยนจำนวน EE ที่มาจากเครือข่ายเป็น ED ได้ เป็นผลให้ปริมาณ ME ที่ผลิตโดยเครื่องยนต์และรับโดย HM จะเปลี่ยนไป ในทางกลับกันจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในกระบวนการทางเทคโนโลยีซึ่งประสิทธิภาพจะมีลักษณะเป็นค่าที่ปรับได้ ญ(ท).
ลำดับความสำคัญในการสร้างไดรฟ์ไฟฟ้าเป็นของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย
วิทยาศาสตรบัณฑิต Jacobi และ E.H. Lenz ซึ่งในปี 1834 ได้คิดค้นมอเตอร์กระแสตรง และในปี 1838 ได้ใช้มันเพื่อขับเคลื่อนเรือ อย่างไรก็ตาม ความไม่สมบูรณ์ของเครื่องยนต์และแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่ไม่ประหยัด (แบตเตอรี่กัลวานิก) ไม่ได้ทำให้ไดรฟ์ไฟฟ้านี้สามารถใช้งานได้จริง
ในช่วงกลางของศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์จากฝรั่งเศสและอิตาลีพยายามใช้ ED ร่วมกับมอเตอร์กระแสตรงสำหรับเครื่องพิมพ์และเครื่องทอผ้า อย่างไรก็ตาม ระบบ DC ไม่ได้ให้วิธีแก้ปัญหาที่น่าพอใจ ภายในปี พ.ศ. 2433 มีเพียง 5% ของกำลังมอเตอร์ขับเคลื่อนทั้งหมดที่เป็นมอเตอร์ไฟฟ้า
การใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าอย่างแพร่หลายเกี่ยวข้องกับการประดิษฐ์ในปี พ.ศ. 2432-2434 โดยวิศวกรชาวรัสเซีย Dolivo-Dobrovolsky เกี่ยวกับระบบกระแสสลับสามเฟสและมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสสามเฟส ความเรียบง่ายของระบบสามเฟสความเป็นไปได้ของการผลิตไฟฟ้าแบบรวมศูนย์ความสะดวกในการกระจายของมันนำไปสู่ความจริงที่ว่าในปี 1927 แล้ว 75% ของกำลังทั้งหมดของมอเตอร์ขับเคลื่อนเป็นมอเตอร์ไฟฟ้า
ปัจจุบันในอุตสาหกรรมชั้นนำ อัตราส่วนกำลังไฟฟ้าที่ติดตั้งของไดรฟ์ไฟฟ้าต่อกำลังติดตั้งทั้งหมดของไดรฟ์ที่มีเครื่องยนต์ทุกประเภท (ความร้อน ไฮดรอลิก นิวแมติก) กำลังใกล้ถึง 100% สิ่งนี้ถูกกำหนดโดยข้อเท็จจริงที่ว่ามอเตอร์ไฟฟ้าผลิตขึ้นเพื่อความจุที่หลากหลาย (ตั้งแต่หนึ่งในร้อยของวัตต์ถึงหมื่นกิโลวัตต์) และความเร็วในการหมุน (จากเศษส่วนของการหมุนเพลาต่อนาทีถึงหลายแสนรอบต่อนาที) EP ทำงานในสภาพแวดล้อมของของเหลวและก๊าซที่มีฤทธิ์รุนแรงที่อุณหภูมิต่ำและสูง เนื่องจากความสามารถในการควบคุมของตัวแปลง EA จึงควบคุมกระบวนการทางเทคโนโลยีได้อย่างง่ายดายโดยให้พารามิเตอร์ต่าง ๆ ของการเคลื่อนไหวของร่างกายการทำงานของ TM มีประสิทธิภาพสูงเชื่อถือได้ในการใช้งานและไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม
ปัจจุบัน กำลังการผลิตติดตั้งรวมของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในยูเครนเกิน 50 ล้านกิโลวัตต์ นอกจากนี้ยังมีการสร้างเครือข่ายไฟฟ้าเพื่อกระจายพลังงานดังกล่าวในทุกระดับแรงดันไฟฟ้า
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการลดลง ประการแรก ของการผลิตภาคอุตสาหกรรม ปริมาณการใช้ไฟฟ้าจริงในยูเครนจะรับประกันค่าใช้จ่ายของครึ่งหนึ่งของกำลังการผลิตที่ระบุ การสำรองพลังงานที่สำคัญดังกล่าวเป็นพื้นฐานที่เชื่อถือได้สำหรับการพัฒนากองกำลังการผลิตของประเทศยูเครน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแนะนำเทคโนโลยีประหยัดพลังงานใหม่ การผลิตผลิตภัณฑ์ไฮเทคที่ทันสมัย การพัฒนาระบบอัตโนมัติและการใช้เครื่องจักรในการผลิตต่อไป การแก้ปัญหาทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น รับประกันโดยการใช้ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบต่างๆ การเพิ่มปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าโดยไดรฟ์ไฟฟ้า ซึ่งในโครงสร้างการบริโภคที่มีอยู่นั้นใกล้จะถึง 70% แล้ว
1.2. หลักการควบคุมอาคารสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ
คุณสมบัติที่โดดเด่นของไดรฟ์ไฟฟ้าที่ทันสมัยคือมีสัญญาณควบคุมคอนเวอร์เตอร์ ยู ที่ถูกสร้างขึ้นโดยอุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติพิเศษ (AUD) โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมโดยตรงจากบุคคล การควบคุมดังกล่าวเรียกว่าอัตโนมัติ และไดรฟ์ไฟฟ้าเรียกว่าอัตโนมัติ (AED)
ระบบควบคุม AED ก็เหมือนกับระบบควบคุมอัตโนมัติอื่นๆ ที่ถือได้ว่าเป็นระบบที่รับและประมวลผลข้อมูล
ช่องสัญญาณแรกสร้างข้อมูลเกี่ยวกับค่าที่ต้องการของตัวแปรควบคุม คิว(t)(กำหนดอิทธิพล).
ในช่องที่สองด้วยความช่วยเหลือของเซ็นเซอร์สามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับค่าจริงของตัวแปรควบคุมได้ ญ(ท)หรือค่านิยมอื่นๆ ที่มีลักษณะ EP.
ช่องที่สามสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับอิทธิพลรบกวนต่อระบบควบคุม ฉ ฉัน (ท)เป็นสัญญาณ x ฉัน (ท).
ขึ้นอยู่กับจำนวนช่องข้อมูลที่ใช้ มีหลักสามประการสำหรับการสร้างระบบควบคุมสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ:
1) หลักการของการควบคุมแบบเปิด
2) หลักการควบคุมแบบปิด
3) หลักการบริหารแบบผสมผสาน
ลองพิจารณาไดอะแกรมการทำงานของระบบควบคุม AED
ระบบควบคุม AED ที่สร้างขึ้นบนหลักการของการควบคุมแบบเปิดเรียกว่าระบบเปิด ใช้ข้อมูลช่องทางเดียวเท่านั้น - เกี่ยวกับค่าที่ต้องการของตัวแปรควบคุม คิว(t). แผนภาพการทำงานของระบบควบคุมดังกล่าวแสดงในรูปที่ 1.2
เช่นเดียวกับในกรณีก่อนหน้านี้ โหนดรวมที่อินพุต ACU ได้รับข้อมูลเกี่ยวกับ คิว(t). ลูกศรบ่งชี้ คิว(t), ถูกนำไปยังเซกเตอร์ที่ไม่แรเงาของโหนดการรวม ซึ่งหมายความว่าสัญญาณการตั้งค่าเข้าสู่โหนดการรวมด้วยเครื่องหมาย "+"
อุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติสร้างสัญญาณเพื่อควบคุมตัวแปลง ยู y, โดยใช้ข้อมูลแต่เพียงคุณค่าของแรงขับเคลื่อน คิว(t)ซึ่งจ่ายให้กับอินพุต ACU จาก command body (CO) อันเป็นผลมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าแต่ละองค์ประกอบของแผนภาพการทำงานได้รับอิทธิพลจากอิทธิพลที่ก่อกวน ฉ ฉัน (ท)ปริมาณพลังงานกลที่จ่ายให้กับเครื่องจักรเทคโนโลยีและด้วยเหตุนี้จังหวะ
ข้าว. 1.2 - แผนภาพการทำงานของระบบควบคุมแบบวงเปิดสำหรับเครื่อง AED
การดำเนินงานทางเทคโนโลยีจะเปลี่ยนไป เป็นผลให้ค่าจริงของตัวแปรควบคุม ญ(ท)อาจแตกต่างอย่างมากจากค่าที่ต้องการ คิว(t). ความแตกต่างระหว่างค่าที่ต้องการและค่าจริงของตัวแปรควบคุมในสถานะคงตัว (เมื่อตัวแปรควบคุม ญ(ท)ไม่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา) เรียกว่า control error Δx(t)=q(t)–y(t).
ระบบ AED แบบวงเปิดจะใช้ในกรณีที่ลักษณะที่ปรากฏของข้อผิดพลาดในการควบคุมไม่นำไปสู่การสูญเสียที่สำคัญในเทคโนโลยี (ผลผลิต TM ลดลง คุณภาพผลิตภัณฑ์ลดลง ฯลฯ)
มิฉะนั้น เมื่อลักษณะที่ปรากฏของข้อผิดพลาดในการควบคุมลดประสิทธิภาพของกระบวนการทางเทคโนโลยีลงอย่างมาก หลักการควบคุมแบบปิดจะถูกนำมาใช้เพื่อสร้างระบบควบคุม AED ระบบดังกล่าวเรียกว่าระบบปิด
ใช้ข้อมูลสองช่องทาง: เพื่อข้อมูลเกี่ยวกับค่าที่ต้องการของตัวแปรควบคุม คิว(t)มีการเพิ่มข้อมูลเกี่ยวกับค่าจริงของตัวแปรควบคุม ญ(ท). แผนภาพการทำงานของระบบควบคุมดังกล่าวแสดงในรูปที่ 1.3
ข้อมูลเกี่ยวกับค่าจริงของตัวแปรควบคุม ญ(ท)ถูกป้อนไปยังโหนดการรวมโดยใช้ข้อเสนอแนะหลัก (GOS) ว่ากันว่า GOS "ปิด" ระบบควบคุมโดยเชื่อมต่อเอาท์พุตเข้ากับอินพุต
ลูกศรบ่งชี้ ญ(ท)ถูกนำไปยังส่วนที่แรเงาของโหนดการรวม กล่าวคือ สัญญาณ GOS เข้าสู่โหนดการรวมด้วยเครื่องหมาย "-" ดังนั้น GOS จึงเรียกว่าข้อเสนอแนะเชิงลบ
ข้าว. 1.3 - แผนภาพการทำงานของระบบควบคุมแบบปิดของเครื่อง AED
ในโหนดรวมอันเป็นผลมาจากพีชคณิต (คำนึงถึงเครื่องหมาย) การเพิ่มสัญญาณ คิว(t)และ ญ(ท)กำหนดขนาดและเครื่องหมายของข้อผิดพลาดในการควบคุม Δx(t)= +q(t) – y(t). สัญญาณผิดพลาดจะถูกส่งไปยังอินพุตของ ACU ด้วยเหตุนี้ ACU โดยการสร้างสัญญาณควบคุมสำหรับตัวแปลง P บนพื้นฐานของข้อมูลเกี่ยวกับอัตราส่วนที่แท้จริงของจุดตั้งค่าและค่าจริงของตัวแปรควบคุม ให้ปริมาณ EE ดังกล่าวไปยัง ED และสำหรับเครื่องจักรเทคโนโลยี ME ว่าข้อผิดพลาดในการควบคุมสามารถลดลงเป็นค่าที่ยอมรับได้หรือลดลงเป็นศูนย์
นอกจาก GOS แล้ว ในระบบควบคุม ยังมีการตอบกลับภายในต่างๆ สำหรับ GOS (FOS) พวกเขาควบคุมพารามิเตอร์ระดับกลางของระบบ ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพของกระบวนการควบคุม ระบบที่มี GOS เท่านั้นเรียกว่า single-loop และนอกเหนือจาก GOS หรือ VOS เรียกว่า multi-loop
ในระบบที่สร้างขึ้นตามหลักการรวมกัน จะมีสองโครงสร้างที่รวมกัน - ปิดและเปิด สำหรับระบบปิดซึ่งเป็นระบบหลักจะมีการเพิ่มโครงสร้างแบบเปิดผ่านช่องทางข้อมูลที่สาม x 1 (ท)เกี่ยวกับผลกระทบรบกวนหลัก ฉ 1 (ท).แผนภาพการทำงานของระบบแสดงในรูปที่ 1.4
ปัจจัยหลักคือผลกระทบที่ก่อกวนซึ่งมีองค์ประกอบที่ใหญ่ที่สุดในขนาดของข้อผิดพลาดในการควบคุม
ข้าว. 1.4 - แผนภาพการทำงานของระบบควบคุม AED แบบรวม
ในรูป 1.4 สำหรับตัวหลัก ผลกระทบที่ก่อกวนจะถูกถ่าย ฉ 1 (ท). มันถูกควบคุมโดยองค์ประกอบระดับกลาง (PE) และข้อมูลเกี่ยวกับมัน x 1 (ท)ป้อนเข้าสู่โหนดรวม ด้วยเหตุนี้ ACU จึงแนะนำส่วนประกอบในสัญญาณควบคุมคอนเวอร์เตอร์ ซึ่งจะชดเชยอิทธิพล ฉ 1 (ท)ในกระบวนการทางเทคโนโลยีและลดปริมาณข้อผิดพลาดในการควบคุม อิทธิพลของอิทธิพลที่ก่อกวนอื่น ๆ ต่อข้อผิดพลาดนั้นถูกกำจัดโดยระบบปิดหลัก
ตัวอย่างที่พิจารณาทำให้เราสามารถกำหนดแนวคิดของ "ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ"
ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติคือระบบไฟฟ้าซึ่งประการแรกจะทำการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ด้วยพลังงานนี้ ร่างกายการทำงานของเครื่องจักรเทคโนโลยีได้รับการเคลื่อนไหว และประการที่สอง กระบวนการแปลงพลังงานจะถูกควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าโหมดการทำงานของ TM จะอยู่ในสภาวะคงที่และชั่วครู่
บรรยาย 2
1.3. การจำแนกประเภทของระบบควบคุม AEP
การจำแนกประเภทของระบบควบคุม AED สามารถทำได้ตามเกณฑ์หลายประการ: ตามประเภทของกระแสมอเตอร์ ระบบจะแบ่งออกเป็นไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรง ตามประเภทของข้อมูลและสัญญาณควบคุม - เป็นระบบต่อเนื่องและแยกกัน ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของสมการที่อธิบายกระบวนการควบคุม - เป็นระบบเชิงเส้นและไม่เป็นเชิงเส้น บ่อยครั้งที่พวกเขาถูกแบ่งตามประเภทของคอนเวอร์เตอร์หรืออุปกรณ์หลัก: ระบบ - เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง - เครื่องยนต์ (G-D); ระบบ - ตัวแปลงไทริสเตอร์ - มอเตอร์ (TP-D); ระบบ - ตัวแปลงความถี่ไทริสเตอร์ - มอเตอร์ (TPCh-D) เป็นต้น
อย่างไรก็ตาม การจำแนกประเภทของระบบควบคุม AED ตามหน้าที่ที่ใช้ในกระบวนการทางเทคโนโลยีได้กลายเป็นที่แพร่หลายมากที่สุด มีห้าฟังก์ชั่นดังกล่าว
1. ระบบการควบคุมกระบวนการสตาร์ท การเบรก การถอยหลังในทางกลับกัน ระบบสามกลุ่มสามารถแยกแยะได้
ระบบของกลุ่มแรกเปิดอยู่ ใช้ในไดรฟ์ไฟฟ้าที่มีมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสพร้อมโรเตอร์กรงกระรอก ตัวแปลงประกอบด้วยอุปกรณ์สวิตช์ไฟ (SPU) ที่เชื่อมต่อมอเตอร์กับเครือข่ายโดยตรง อุปกรณ์ควบคุมทั้งหมด - รีเลย์ (แบบสัมผัสหรือไม่สัมผัส)
ระบบควบคุมของกลุ่มที่สองก็เป็นวงเปิดเช่นกัน ใช้ในไดรฟ์ไฟฟ้าที่มีมอเตอร์กระแสตรงและมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีเฟสโรเตอร์ซึ่งมีโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นของ STC ซึ่งให้การสลับตัวต้านทานแบบสเต็ปหรือองค์ประกอบอื่น ๆ ในวงจรไฟฟ้าของมอเตอร์ ให้การควบคุมการสตาร์ทและหยุดอัตโนมัติ ซึ่งจำกัดกระแสและแรงบิดของมอเตอร์ ด้วยการควบคุม SPU แบบแมนนวล คุณจึงสามารถควบคุมความเร็วได้ในช่วงสั้นๆ
ระบบของกลุ่มที่สามมีไว้สำหรับการดำเนินการตามกระบวนการที่เหมาะสมที่สุดในการสตาร์ทการเบรกการย้อนกลับ เหมาะสมที่สุดในกรณีนี้เข้าใจว่าเป็นกระบวนการชั่วคราวที่เกิดขึ้นในเวลาขั้นต่ำ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้โดยการรักษาค่าแรงบิดของเครื่องยนต์ไว้ที่ระดับค่าที่อนุญาตในระหว่างการสตาร์ทและการเบรก
ระบบดังกล่าวใช้ในไดรฟ์ไฟฟ้าที่มีการทำงานไม่ต่อเนื่องเมื่อเวลาของสถานะคงตัวสั้นหรือขาดหายไปโดยสิ้นเชิง ดังนั้น การปรากฏตัวของข้อผิดพลาดในการควบคุมจะไม่นำไปสู่ความสูญเสียในเทคโนโลยี และระบบอาจไม่มี GOS
วงจรควบคุมแบบปิดในระบบดังกล่าวเกิดจากการป้อนกลับเชิงลบต่อแรงบิด (กระแส) ของมอเตอร์ ในรูปที่ 1.4 แสดงเป็น BOS ในกรณีนี้ แรงบิดของมอเตอร์จะกลายเป็นตัวแปรควบคุม ดังนั้น ACU จะสร้างสัญญาณควบคุม P ในลักษณะที่ในระหว่างกระบวนการสตาร์ทและเบรก แรงบิดจะคงอยู่ที่ระดับที่ต้องการหรือเปลี่ยนแปลงตามเวลาตามกฎหมายที่กำหนด
2. ระบบการรักษาค่าคงที่ของตัวแปรควบคุม (ระบบรักษาเสถียรภาพ)ค่าที่ปรับได้คือค่าที่กำหนดลักษณะการเคลื่อนไหวของร่างกายการทำงานของ TM และเพลามอเตอร์ - ความเร็ว ความเร่ง แรงบิด กำลัง ฯลฯ
ระบบป้องกันภาพสั่นไหวสร้างขึ้นบนหลักการปิดและสามารถมีไดอะแกรมการทำงานดังแสดงในรูปที่ 1.4 ในระบบดังกล่าวสัญญาณการขับ q(t)=const.ดังนั้นการลดตัวแปรควบคุม ญ(ท), เกิดจากการปรากฏของผลที่รบกวนจิตใจ ฉ 1 (ท)จะทำให้สัญญาณควบคุมผิดพลาดที่อินพุต ACU เพิ่มขึ้น อุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติสร้างสัญญาณควบคุมตัวแปลงขึ้นอยู่กับกฎหมายควบคุมที่ใช้ (ประเภทตัวควบคุม) ด้วยกฎหมายควบคุมตามสัดส่วน การเชื่อมโยงตามสัดส่วน (การขยายเสียง) ที่มีอัตราขยายที่มากกว่าความสามัคคีถูกใช้เป็นตัวควบคุม (P - ตัวควบคุม) ดังนั้นเมื่อสัญญาณเพิ่มขึ้นข้อผิดพลาดที่อินพุตของตัวควบคุม P จะเพิ่มขึ้นและสัญญาณควบคุมของตัวแปลง เป็นผลให้ปริมาณของ EE และ ME จะเพิ่มขึ้นซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นใน ญ(ท)และลดข้อผิดพลาดในการควบคุม อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถชดเชยได้ทั้งหมด เนื่องจากในกรณีนี้สัญญาณที่อินพุตและเอาต์พุตของตัวควบคุม P จะเท่ากับศูนย์ EE จะไม่ถูกส่งไปยังเครื่องยนต์และกระบวนการทางเทคโนโลยีจะหยุดลง
ระบบรักษาเสถียรภาพซึ่งข้อผิดพลาดในการควบคุมไม่ลดลงเป็นศูนย์ แต่ลดลงเป็นค่าที่ยอมรับได้เท่านั้นเรียกว่าคงที่
ด้วยกฎหมายควบคุมตามสัดส่วน - อินทิกรัล ตัวควบคุมประกอบด้วยสองลิงก์ที่เชื่อมต่อแบบขนาน - ตามสัดส่วนและอินทิกรัล (PI - ตัวควบคุม) สัญญาณผิดพลาดมาถึงพร้อมกันที่อินพุตของลิงก์ทั้งสอง ส่วนที่เป็นสัดส่วนของตัวควบคุมดังเช่นในกรณีก่อนหน้านี้จะขยายสัญญาณผิดพลาด ส่วนสำคัญของคอนโทรลเลอร์จะสรุปสัญญาณข้อผิดพลาดเช่น เอาต์พุตจะเพิ่มขึ้นตราบใดที่มีสัญญาณผิดพลาดที่อินพุตของคอนโทรลเลอร์ เนื่องจากสัญญาณเอาท์พุตของคอนโทรลเลอร์ (สัญญาณควบคุมคอนเวอร์เตอร์) คือผลรวมของสัญญาณเอาท์พุตของชิ้นส่วนตามสัดส่วนและปริพันธ์ ตราบใดที่มีสัญญาณผิดพลาดที่อินพุตของคอนโทรลเลอร์ สัญญาณเอาท์พุตจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ปริมาณ EE และ ME ในระบบเพิ่มขึ้นและข้อผิดพลาดในการควบคุมจะลดลง เมื่อสัญญาณผิดพลาดที่อินพุตของคอนโทรลเลอร์มีค่าเท่ากับศูนย์ สัญญาณที่เอาต์พุตของคอนโทรลเลอร์จะมากกว่าศูนย์ เนื่องจากส่วนสำคัญของคอนโทรลเลอร์ หลังจากที่สัญญาณหายไปที่อินพุต จะจดจำมูลค่ารวมของ สัญญาณเอาท์พุต EE จะถูกส่งไปยังเครื่องยนต์และกระบวนการทางเทคโนโลยีจะดำเนินต่อไป
ระบบรักษาเสถียรภาพซึ่งข้อผิดพลาดในการควบคุมลดลงเป็นศูนย์เรียกว่า astatic
ด้วยกฎหมายควบคุมสัดส่วน - อินทิกรัล - ความแตกต่างขนานกับ P, I. - ลิงก์รวมถึงลิงก์ที่แตกต่าง (P - I - D - ตัวควบคุม)
สัญญาณเอาท์พุตของส่วนต่างเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณข้อผิดพลาดในการควบคุม เมื่อสรุปด้วยสัญญาณของ P, I ส่วนหนึ่งของตัวควบคุม จะเพิ่มสัญญาณควบคุมคอนเวอร์เตอร์และปริมาณ EE ที่จ่ายให้กับมอเตอร์เพิ่มเติม ซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดในการควบคุมไดนามิก เช่น ความแตกต่างระหว่างค่าที่ต้องการและค่าจริงของตัวแปรควบคุมระหว่างช่วงเวลาชั่วคราวในระบบ
ระบบป้องกันภาพสั่นไหวจะใช้ในกรณีที่จำเป็นต้องรักษาพารามิเตอร์ของกระบวนการอย่างแม่นยำ รวมทั้งเมื่อต้องควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์ในช่วงกว้าง
ในการสร้างกระบวนการสตาร์ทและการเบรก ระบบรักษาเสถียรภาพสามารถมีข้อเสนอแนะภายในเกี่ยวกับแรงบิดของมอเตอร์ (BOS ในรูปที่ 1.4)
ช่องควบคุมแบบเปิดสำหรับเอฟเฟกต์รบกวนหลักช่วยลดข้อผิดพลาดในการควบคุมในระบบคงที่
3. ระบบติดตามเช่นเดียวกับระบบรักษาเสถียรภาพ พวกมันถูกสร้างขึ้นบนหลักการปิด อย่างไรก็ตามสัญญาณการขับขี่ คิว(t)เปลี่ยนแปลงตามกฎสุ่มและมูลค่าที่แท้จริงของตัวแปรควบคุม ญ(ท)ควรทำซ้ำ (ติดตาม) กฎหมายนี้
ใช้ในเครื่องจักรเทคโนโลยีที่ต้องการเมื่อหมุนเพลาอินพุตผ่านมุมใด ๆ เพลาส่งออก "ตาม" อินพุตและหมุนในมุมเดียวกัน
เมื่อตำแหน่งของเพลาตรงกัน q(t) = y(t)และข้อผิดพลาดในการควบคุมเป็นศูนย์ เมื่อเปลี่ยนตำแหน่งของเพลาอินพุต q(t) ≠ y(t). สัญญาณผิดพลาดปรากฏขึ้นที่อินพุต ACU ตัวแปลงจ่าย EE ให้กับมอเตอร์และเพลาเอาต์พุตจะหมุนจนกว่าจะเข้าสู่ตำแหน่งอินพุต
4. ระบบควบคุมโปรแกรมใช้ในเครื่องจักรเทคโนโลยีที่มีไดรฟ์ไฟฟ้าหลายตัว ไดรฟ์เหล่านี้สามารถสร้างได้ทั้งในการกำหนดค่าแบบวงเปิดและแบบวงปิด สามัญสำหรับพวกเขาคืออุปกรณ์ที่เปลี่ยนค่าที่ตั้งไว้ของค่าควบคุมของแต่ละไดรฟ์ไฟฟ้าตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ในเวลาเดียวกัน มอเตอร์ของหน่วยงานที่ทำงานส่วนบุคคลเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ ทำงานด้วยความเร็วที่กำหนดหรือถอยหลัง และส่วนการทำงานที่เคลื่อนไหวของเครื่องจักรเทคโนโลยีจะไม่รบกวนซึ่งกันและกัน
5. ระบบปรับตัวใช้ในกรณีที่ระบบสร้างขึ้นตามหลักการปิด อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงที่ไม่คาดคิดในอิทธิพลรบกวน ไม่สามารถทำหน้าที่ของมันได้ เช่น การรักษาเสถียรภาพของตัวแปรควบคุม
เพื่อให้แน่ใจว่ามีการปรับตัว (การปรับ) ของระบบปิดจึงมีการแนะนำวงจรเพิ่มเติมในองค์ประกอบของมันซึ่งเป็นพื้นฐานของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ มันควบคุมปริมาณ คิว(t), ญ(ท), อิทธิพลรบกวน ฉ ฉัน (ท)วิเคราะห์การทำงานของระบบรักษาเสถียรภาพและกำหนดการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์หรือโครงสร้างของ ACU ที่จำเป็นสำหรับการปรับตัว
บรรยาย 3
2.1. การลดโมเมนต์และแรงต้าน โมเมนต์ความเฉื่อยและมวลเฉื่อย
ส่วนทางกลของไดรฟ์ไฟฟ้าประกอบด้วยส่วนที่หมุนของเครื่องยนต์ อุปกรณ์ส่งกำลังทางกล และส่วนการทำงานของเครื่องจักรเทคโนโลยี
ส่วนที่หมุนได้ของเครื่องยนต์ (กระดองหรือโรเตอร์) ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานกล
ด้วยความช่วยเหลือของ MPU การเคลื่อนที่แบบหมุนของเครื่องยนต์จะถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่เชิงแปลของตัวการทำงานของ TM หรือโดยการเปลี่ยนอัตราส่วนของความเร็วของเพลาอินพุตและเอาต์พุตของ MPU ความเร็วของการหมุนของ เครื่องยนต์และร่างกายทำงานประสานกัน เนื่องจาก MPU สามารถใช้เฟืองทรงกระบอกและเฟืองตัวหนอน เฟืองดาวเคราะห์ คู่น็อตสกรู ข้อเหวี่ยง แร็ค สายพานและเฟืองโซ่
ตัวการทำงานของ TM คือผู้ใช้พลังงานกลซึ่งแปลงเป็นงานที่มีประโยชน์ ในส่วนของชิ้นงานนั้นรวมถึงแกนหมุนของเครื่องกลึงหรือเครื่องเจาะ ส่วนที่เคลื่อนที่ของสายพานลำเลียง ถังขุด ห้องลิฟต์ ใบพัดเรือ ฯลฯ
องค์ประกอบของชิ้นส่วนทางกลของ EP นั้นเชื่อมต่อกันและก่อตัวเป็นโซ่จลนศาสตร์ซึ่งแต่ละองค์ประกอบมีความเร็วในการเคลื่อนที่ของตัวเอง มีลักษณะเป็นโมเมนต์ความเฉื่อยหรือมวลเฉื่อย เช่นเดียวกับชุดของโมเมนต์หรือ แรงที่กระทำต่อมัน การเคลื่อนที่เชิงกลของธาตุใดๆ ถูกกำหนดโดยกฎข้อที่สองของนิวตัน สำหรับองค์ประกอบที่หมุนรอบแกนคงที่ สมการการเคลื่อนที่คือ:
ที่ไหน 
คือผลรวมเวกเตอร์ของโมเมนต์ที่กระทำต่อองค์ประกอบ
เจคือโมเมนต์ความเฉื่อยของธาตุ
คือความเร่งเชิงมุมของส่วนหมุน
สำหรับองค์ประกอบที่เคลื่อนที่ตามการแปล สมการการเคลื่อนที่มีรูปแบบดังนี้
,
ที่ไหน 
คือผลรวมเวกเตอร์ของแรงที่กระทำต่อธาตุ
มคือมวลเฉื่อยของธาตุ
– ความเร่งเชิงเส้นขององค์ประกอบเคลื่อนที่แบบแปลน
ด้วยการใช้สมการเหล่านี้ การทำงานร่วมกันขององค์ประกอบใดๆ กับสายโซ่จลนศาสตร์ที่เหลือสามารถนำมาพิจารณาด้วย การทำเช่นนี้สะดวกโดยนำโมเมนต์และแรง รวมทั้งโมเมนต์ความเฉื่อยและมวลเฉื่อย อันเป็นผลมาจากการดำเนินการนี้ (การลด) รูปแบบจลนศาสตร์ที่แท้จริงจะถูกแทนที่ด้วยรูปแบบที่เทียบเท่าจากการคำนวณและมีพลัง ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีการพิจารณาการเคลื่อนไหว ตามกฎแล้ว องค์ประกอบนี้คือเพลามอเตอร์ M ซึ่งช่วยให้คุณสำรวจธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของไดรฟ์ไฟฟ้าและโหมดการทำงานได้อย่างเต็มที่ เมื่อทราบพารามิเตอร์ของรูปแบบจลนศาสตร์แล้วจึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดประเภทของการเคลื่อนไหวของส่วนการทำงานของเครื่องจักรเทคโนโลยี
การลดโมเมนต์ความต้านทานจากแกนหมุนหนึ่งไปยังอีกแกนหนึ่งนั้นขึ้นอยู่กับความสมดุลของพลังงานในระบบ
ในระหว่างการดำเนินการทางเทคโนโลยี ชิ้นงานจะหมุนบนแกนของมันด้วยความเร็ว ω มและสร้างกระแสต่อต้าน เอ็ม ซม, กินไฟ R ม =M ซม ω ม. การสูญเสียพลังงานใน MPU ถูกนำมาพิจารณาโดยการหารค่า R มเกี่ยวกับประสิทธิภาพ การแพร่เชื้อ η พี. กำลังนี้มาจากเครื่องยนต์ที่หมุนด้วยความเร็ว ω และช่วงเวลาแห่งการพัฒนา เอ็ม กับเท่ากับโมเมนต์ความต้านทานลดลงถึงแกนหมุนของเพลามอเตอร์ เอ็ม ซม. จากความเท่าเทียมกันของอำนาจ เราได้รับ:
.
จากนั้นนิพจน์สำหรับกำหนดโมเมนต์ความต้านทานที่ลดลง เอ็ม กับดูเหมือนกับ:
,
ที่ไหน 
- อัตราทดเกียร์ของ MPU
การนำกองกำลังต่อต้านมาทำในลักษณะเดียวกัน ถ้าความเร็วในการแปลของตัวทำงาน TM เท่ากับ υ มและในระหว่างการดำเนินการทางเทคโนโลยี กองกำลังต่อต้านจะถูกสร้างขึ้น F ซมแล้วคำนึงถึงประสิทธิภาพ สมการสมดุลพลังงาน MPU จะมีลักษณะดังนี้:
.
โมเมนต์ต้านทานลดลง เอ็ม กับจะเท่ากับ:
,
ที่ไหน 
คือรัศมีการลดของ MPU
แต่ละองค์ประกอบการหมุนของรูปแบบจลนศาสตร์นั้นมีลักษณะเฉพาะโดยโมเมนต์ความเฉื่อย เจ і . การนำโมเมนต์ความเฉื่อยมาสู่แกนหมุนหนึ่งแกนนั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าพลังงานจลน์ทั้งหมดของชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ของไดรฟ์ซึ่งอ้างอิงถึงแกนเดียวยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อมีชิ้นส่วนที่หมุนด้วยโมเมนต์ความเฉื่อย เจ d , เจ 1 , เจ 2 , …จ นและความเร็วเชิงมุม ω, ω 1 , ω 2 , … ω นเป็นไปได้ที่จะแทนที่การกระทำแบบไดนามิกด้วยการกระทำขององค์ประกอบเดียวที่มีโมเมนต์ความเฉื่อย เจและหมุนด้วยความเร็ว ω .
ในกรณีนี้ เราสามารถเขียนสมการสมดุลพลังงานจลน์ได้ดังนี้
.
โมเมนต์ความเฉื่อยรวมที่ลดลงถึงเพลามอเตอร์จะเท่ากับ:
,
ที่ไหน เจ d- โมเมนต์ความเฉื่อยของโรเตอร์ (กระดอง) M;
เจ 1 , เจ 2 , …จ นคือโมเมนต์ความเฉื่อยขององค์ประกอบที่เหลือของแบบแผนจลศาสตร์
ทำให้เกิดมวลเฉื่อย มการเคลื่อนที่แปลจะดำเนินการบนพื้นฐานของความเท่าเทียมกันของพลังงานจลน์:
,
ดังนั้นโมเมนต์ความเฉื่อยที่ลดลงถึงเพลามอเตอร์จะเท่ากับ:
.
อันเป็นผลมาจากการดำเนินการลด รูปแบบจลนศาสตร์จริงถูกแทนที่ด้วยรูปแบบที่เทียบเท่าที่คำนวณและมีพลัง เป็นลำตัวที่หมุนอยู่บนแกนคงที่ แกนนี้เป็นแกนหมุนของเพลามอเตอร์ มันถูกกระทำโดยแรงบิดของเครื่องยนต์ M และโมเมนต์ความต้านทานที่ลดลง เอ็ม กับ. ร่างกายหมุนด้วยความเร็วของเครื่องยนต์ ω และมีโมเมนต์ความเฉื่อยลดลง เจ.
ในทฤษฎีของไดรฟ์ไฟฟ้า โครงร่างการออกแบบดังกล่าวเรียกว่าระบบกลไกมวลเดียว สอดคล้องกับส่วนกลไกของเครื่อง AED ที่มีชิ้นส่วนที่แข็งแรงและไม่มีช่องว่าง
ไดรฟ์ไฟฟ้าที่ทันสมัยเป็นโครงสร้างที่รวมกันเป็นหนึ่งเดียวของตัวแปลงพลังงานไฟฟ้า (มอเตอร์) ตัวแปลงพลังงานและอุปกรณ์ควบคุม ให้การแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลตามอัลกอริทึมของการติดตั้งเทคโนโลยี ขอบเขตของไดรฟ์ไฟฟ้าในอุตสาหกรรม การขนส่ง และชีวิตประจำวันมีการขยายตัวอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบัน พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่สร้างขึ้นในโลกมากกว่า 60% ถูกใช้โดยมอเตอร์ไฟฟ้า ดังนั้น ประสิทธิภาพของเทคโนโลยีประหยัดพลังงานจึงถูกกำหนดโดยประสิทธิภาพของไดรฟ์ไฟฟ้าเป็นส่วนใหญ่ การพัฒนาระบบขับเคลื่อนประสิทธิภาพสูง กะทัดรัด และประหยัดเป็นสิ่งสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีสมัยใหม่ ทศวรรษสุดท้ายของศตวรรษที่ส่งออกมีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลัง - การผลิตภาคอุตสาหกรรมของทรานซิสเตอร์สองขั้วเกทหุ้มฉนวน (IGBT) โมดูลพลังงานที่ใช้ (ชั้นวางและอินเวอร์เตอร์ทั้งหมด) รวมถึงโมดูลอัจฉริยะกำลัง (IPM) ด้วย การป้องกันคีย์และอินเทอร์เฟซในตัวได้รับการควบคุมสำหรับการเชื่อมต่อโดยตรงกับระบบควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์ การเติบโตในระดับของการบูรณาการในเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์และการเปลี่ยนจากไมโครโปรเซสเซอร์ไปเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยชุดอุปกรณ์ต่อพ่วงเฉพาะในตัวทำให้มีแนวโน้มการเปลี่ยนระบบควบคุมไดรฟ์แบบอะนาล็อกจำนวนมากด้วยระบบ การควบคุมแบบดิจิตอลโดยตรงการควบคุมแบบดิจิตอลโดยตรงไม่เพียงแต่หมายถึงการควบคุมโดยตรงจากไมโครคอนโทรลเลอร์โดยแต่ละคีย์ของตัวแปลงกำลังไฟฟ้า (อินเวอร์เตอร์และวงจรเรียงกระแสแบบควบคุม หากมี) แต่ยังมีความเป็นไปได้ที่จะอินพุตโดยตรงของสัญญาณป้อนกลับต่างๆ ลงในไมโครคอนโทรลเลอร์ (โดยไม่คำนึงถึงประเภทของสัญญาณ: ไม่ต่อเนื่อง แอนะล็อก หรือพัลส์) ตามด้วยการประมวลผลฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ภายในไมโครคอนโทรลเลอร์ ดังนั้น ระบบควบคุมแบบดิจิตอลโดยตรงจึงมุ่งเน้นไปที่การปฏิเสธแผงอินเทอร์เฟซเพิ่มเติมจำนวนมากและการสร้างตัวควบคุมการควบคุมไดรฟ์แบบบอร์ดเดียว ในขีดจำกัด ระบบควบคุมในตัวได้รับการออกแบบให้เป็นชิปตัวเดียว และเมื่อใช้ร่วมกับตัวแปลงพลังงานและเครื่องยนต์สำหรับผู้บริหาร ถูกรวมโครงสร้างเป็นหนึ่งเดียว - โมดูลการเคลื่อนไหวเมคคาทรอนิกส์
พิจารณาโครงสร้างทั่วไปของไดรฟ์ไฟฟ้า (รูปที่ 6.25) เป็นไปได้ที่จะแยกช่องสัญญาณโต้ตอบสองช่องในนั้น - กำลังซึ่งทำการถ่ายโอนและแปลงพลังงานจากไฟฟ้าเป็นเครื่องกลและข้อมูล
ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้า เครื่องจักรไฟฟ้าต่างๆ ใช้เป็นตัวแปลงไฟฟ้าเครื่องกล: กระแสสลับแบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัส ตัวสะสมและกระแสตรงแบบไม่มีแปรง สเต็ปปิ้ง วาล์วปฏิกิริยา ตัวเหนี่ยวนำวาล์ว ฯลฯ
ช่องข้อมูลออกแบบมาเพื่อควบคุมการไหลของพลังงาน ตลอดจนรวบรวมและประมวลผลข้อมูลเกี่ยวกับสถานะและการทำงานของระบบ และเพื่อวินิจฉัยการทำงานผิดปกติ ช่องข้อมูลสามารถโต้ตอบกับองค์ประกอบทั้งหมดของช่องสัญญาณกำลัง เช่นเดียวกับผู้ควบคุม ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าอื่นๆ และระบบควบคุมระดับบนสุด
ข้าว. 6.25. โครงสร้างทั่วไปของไดรฟ์ไฟฟ้า
เป็นเวลานาน การใช้งานจำนวนมากของไดรฟ์แบบปรับความเร็วได้นั้นถูกจำกัดโดยสองปัจจัย:
ค่ากระแสแรงดันและความถี่สวิตชิ่งของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่อนุญาตค่อนข้างน้อย
การจำกัดความซับซ้อนของอัลกอริธึมการควบคุมที่นำไปใช้ในรูปแบบแอนะล็อกหรือบนไมโครเซอร์กิตแบบดิจิทัลในระดับการรวมขนาดเล็กและปานกลาง
การปรากฏตัวของไทริสเตอร์สำหรับกระแสและแรงดันไฟฟ้าสูงช่วยแก้ปัญหาของตัวแปลงสถิตสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้ากระแสตรง อย่างไรก็ตาม ความจำเป็นในการบังคับปิดไทริสเตอร์ตามวงจรไฟฟ้าทำให้การสร้างอินเวอร์เตอร์อัตโนมัติซับซ้อนขึ้นอย่างมากสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้ากระแสสลับที่ควบคุมด้วยความถี่ การเกิดขึ้นของทรานซิสเตอร์แบบ field-effect ที่ควบคุมอย่างเต็มรูปแบบซึ่งได้รับการกำหนดในวรรณคดีต่างประเทศว่าเป็น MOSFET (Metal - Oxide - Semiconductor Field Effect Transistor) และทรานซิสเตอร์สองขั้วแบบหุ้มฉนวน IGBT (Isulated Gate Bipolar Transistor) ได้นำไปสู่การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีคอนเวอร์เตอร์และ การขยายขอบเขตของไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสอย่างต่อเนื่องพร้อมเครื่องแปลงความถี่ อีกปัจจัยหนึ่งที่นำไปสู่ความเป็นไปได้ของการเปิดตัวไดรฟ์ไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยความถี่จำนวนมากคือการสร้างไมโครคอนโทรลเลอร์แบบชิปเดียวที่มีกำลังประมวลผลเพียงพอ
การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตระบบขับเคลื่อนชั้นนำของโลกและวัสดุของงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่ตีพิมพ์เผยแพร่ในพื้นที่นี้ช่วยให้เราสังเกตแนวโน้มที่เด่นชัดต่อไปนี้ในการพัฒนาไดรฟ์ไฟฟ้า:
ส่วนแบ่งของระบบขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์กระแสตรงลดลงอย่างต่อเนื่องและส่วนแบ่งของ ระบบขับเคลื่อนพร้อมเครื่องยนต์ กระแสสลับ. ทั้งนี้เนื่องมาจากความน่าเชื่อถือต่ำของตัวสับเปลี่ยนเชิงกลและต้นทุนของมอเตอร์กระแสตรงที่สับเปลี่ยนสูงขึ้นเมื่อเทียบกับมอเตอร์ AC ผู้เชี่ยวชาญระบุว่าในช่วงต้นศตวรรษหน้า ส่วนแบ่งของไดรฟ์ DC จะลดลงเหลือ 10% ของจำนวนไดรฟ์ทั้งหมด
ปัจจุบันแอปพลิเคชั่นเด่นคือ ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบกรงกระรอก. ไดรฟ์เหล่านี้ส่วนใหญ่ (ประมาณ 80%) ไม่ได้รับการควบคุม เนื่องจากต้นทุนของตัวแปลงความถี่คงที่ลดลงอย่างมาก ส่วนแบ่ง ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสที่ควบคุมด้วยความถี่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
ทางเลือกที่เป็นธรรมชาติสำหรับไดรฟ์ DC collector คือไดรฟ์ที่มี วาล์ว, เช่น สับเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องยนต์. เป็นผู้บริหาร เครื่อง DC brushless(BMPT) มอเตอร์ซิงโครนัสที่มีการกระตุ้นจากแม่เหล็กถาวรหรือการกระตุ้นด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (สำหรับกำลังสูง) ส่วนใหญ่จะใช้ ไดรฟ์ประเภทนี้มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการสร้างเครื่องมือกลและหุ่นยนต์ อย่างไรก็ตาม ไดรฟ์ประเภทนี้มีราคาแพงที่สุด การลดต้นทุนบางอย่างสามารถทำได้โดยใช้มอเตอร์รีลัคแทนซ์แบบซิงโครนัสเป็นตัวกระตุ้น
แรงขับเคลื่อนของศตวรรษหน้าตามการคาดการณ์ของผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่จะขับเคลื่อนโดยอิงจาก เปลี่ยนมอเตอร์ฝืน(ดู). เครื่องยนต์ประเภทนี้ผลิตได้ง่าย ผลิตได้เองและราคาถูก พวกเขามีโรเตอร์เฟอร์โรแมกเนติกแบบพาสซีฟโดยไม่มีขดลวดหรือแม่เหล็ก ในเวลาเดียวกัน คุณสมบัติผู้บริโภคที่สูงของไดรฟ์สามารถมั่นใจได้โดยใช้ระบบควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์อันทรงพลังร่วมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่ทันสมัย ความพยายามของนักพัฒนาหลายคนในโลกนี้กระจุกตัวอยู่ในพื้นที่นี้ สำหรับการใช้งานทั่วไป มอเตอร์เหนี่ยวนำที่มีการกระตุ้นตัวเองมีแนวโน้มดี และสำหรับไดรฟ์ฉุด มอเตอร์เหนี่ยวนำที่มีการกระตุ้นอิสระจากด้านสเตเตอร์มีแนวโน้ม ในกรณีหลัง มีความเป็นไปได้ของการควบคุมความเร็วแบบสองโซนโดยการเปรียบเทียบกับไดรฟ์ DC ทั่วไป
6.2.1. ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส
ด้วยการควบคุมสเกลาร์
วิธีการควบคุมสเกลาร์ช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณสมบัติคงที่ที่ต้องการ และถูกนำมาใช้ในไดรฟ์ไฟฟ้าที่มีการโหลดที่ "เงียบ" ที่อินพุตของระบบเหล่านี้ตามกฎแล้ว ตัวสร้างความเข้มถูกเปิด ซึ่งจำกัดอัตราการเพิ่มขึ้น (ลดลง) ของสัญญาณอินพุตให้เป็นค่าที่กระบวนการในระบบถือได้ว่าคงที่ กล่าวคือ คำศัพท์อาจถูกละเลยในสมการ , เช่น .
ในรูป 6.26 แสดงลักษณะทางกลของมอเตอร์กรงกระรอกแบบอะซิงโครนัสสำหรับกฎควบคุมทั้งสี่สำหรับแบบจำลองเชิงเส้นที่ไม่คำนึงถึงความอิ่มตัวของวงจรแม่เหล็ก ควรย้ำอีกครั้งว่ากฎหมายควบคุมที่ระบุไว้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายและได้รับการพิสูจน์แล้วเป็นอย่างดีในไดรฟ์ไฟฟ้า โดยที่ไม่จำเป็นต้องควบคุมความเร็ว และไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันในแรงบิดของโหลด
ข้าว. 6.26. ลักษณะทางกลของ AKZ
ภายใต้กฎหมายควบคุมที่แตกต่างกัน
กฎหมายที่ง่ายที่สุดคือข้อแรก: กฎหมายนี้ เมื่อใช้อินเวอร์เตอร์ที่มี PWM แบบไซน์ จะถูกนำมาใช้ในตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์เกือบทั้งหมด ซึ่งผลิตโดยบริษัทจำนวนมากและมีจำหน่ายในตลาด ความสะดวกของกฎหมายนี้อยู่ที่การขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าสามารถทำงานได้โดยไม่มีการตอบสนองของความเร็วติดลบ และมีความแข็งแกร่งตามธรรมชาติของลักษณะทางกลในช่วงการควบคุมความเร็วที่จำกัด
ในไดรฟ์ไฟฟ้าที่มีการควบคุมสเกลาร์ ความสัมพันธ์อื่นๆ ระหว่างความถี่และแรงดันไฟฟ้ายังใช้เพื่อควบคุมหรือทำให้ความเร็วคงที่อีกด้วย การเลือกอัตราส่วนนี้ขึ้นอยู่กับโมเมนต์โหลดและพิจารณาจากเงื่อนไขในการรักษาความสามารถในการโอเวอร์โหลด:
ที่ไหน เอ็ม max คือแรงบิดสูงสุดของไฟฟ้าลัดวงจร Μ เอช -โมเมนต์โหลดบนเพลาเครื่อง
กฎของการเปลี่ยนแปลงแรงดันและความถี่ที่เป็นไปตามข้อกำหนด (6.15) ภายใต้สมมติฐาน rs= 0, ติดตั้งแล้ว
ส.ส. คอสเตนโก กฎหมายนี้มีรูปแบบ
ที่ไหน คุณหนู,ฉ NOM,Μ นอม -ค่าที่ระบุในข้อมูลหนังสือเดินทางของเครื่อง
หากทราบกฎของการเปลี่ยนแปลงแรงบิดล่วงหน้า อัตราส่วนที่ต้องการของแรงดันและความถี่ที่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์สามารถกำหนดได้ พิจารณาโหลดแบบคลาสสิกสามประเภทบนเพลาเครื่อง:
เอ็ม โฮ= const, ; P H = M H wm = const, ; . (6.16)
ผู้เปลี่ยนรูปแบบในตลาดมักได้รับการออกแบบให้กำหนดค่าใหม่เพื่อรองรับกฎหมายทั้งสามฉบับ วงจรไดรฟ์ไฟฟ้าที่ใช้กฎหมายที่พิจารณาแล้วแสดงในรูปที่ 6.27. ตัวแปลงฟังก์ชัน (FC) ใช้การขึ้นต่อกัน (6.16) ซึ่งกำหนดโดยธรรมชาติของโหลด ตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์ (SC) ประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์อัตโนมัติและระบบควบคุม ซึ่งเป็นเครื่องกำเนิดความเข้ม (SI) ดังที่ระบุไว้แล้ว จะสร้างสัญญาณอินพุตที่เพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ในกรณีนี้ การเพิ่มความเร็วในไดรฟ์จะไม่มาพร้อมกับความผันผวนของแรงบิดและกระแสที่รุนแรง ซึ่งสังเกตได้ระหว่างการสตาร์ทโดยตรง
ข้าว. 6.27. ไดอะแกรมการทำงานของอะซิงโครนัสแบบเปิด
สำหรับการโหลดที่ซับซ้อนมากขึ้น กฎอื่นๆ ของการควบคุมสเกลาร์จะถูกใช้ ซึ่งดำเนินการโดยใช้ผลป้อนกลับ กฎหมายเหล่านี้ถูกกล่าวถึงข้างต้นบนพื้นฐานของการวิเคราะห์การทำงานของเครื่องอะซิงโครนัสในสถานะคงตัว
พิจารณากฎหมายควบคุมสเกลาร์อื่นซึ่งใช้ในการสร้างไดรฟ์ไฟฟ้าที่มีอินเวอร์เตอร์กระแสไฟอิสระ - นี่คือกฎหมายψ R= คอนเทมโพรารี
การใช้งานการพึ่งพานี้ในไดรฟ์ไฟฟ้าจะแสดงในแผนภาพการทำงาน (รูปที่ 6.28) ระบบดังกล่าวเรียกว่าความถี่กระแส
บล็อก PP ในระบบสามารถทำได้สองวิธี ในกรณีแรก (รูปที่ 6.28) ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสควบคุม ตัวกรองอุปนัยแบบอนุกรม และอินเวอร์เตอร์อัตโนมัติ ควรเน้นว่าตัวกรองอุปนัยทำให้อินเวอร์เตอร์มีลักษณะของแหล่งกระแส แหล่งปัจจุบันดังกล่าวเรียกว่าพารามิเตอร์
ข้าว. 6.28. แผนภาพการทำงานของอะซิงโครนัส
ไดรฟ์ไฟฟ้าพร้อมการควบคุมสเกลาร์
6.2.2. ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส
ด้วยการควบคุมเวกเตอร์
ในรูป 6.29 แสดงโครงสร้างของไดรฟ์ AC พร้อมการควบคุมเวกเตอร์ สามารถใช้มอเตอร์ซิงโครนัสที่มีโรเตอร์แมกนีโตอิเล็กทริกแบบแอคทีฟหรือมอเตอร์รีลัคแทนซ์แบบซิงโครนัสเป็นมอเตอร์สำหรับผู้บริหารได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้โครงสร้างนี้เพื่อควบคุมมอเตอร์รีลักแตนซ์แบบสวิตช์สามเฟสที่มีการจ่ายไฟแบบไบโพลาร์ เช่นเดียวกับสเต็ปเปอร์มอเตอร์ในโหมดมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่าน
อินเวอร์เตอร์ที่ใช้สวิตช์ IGBT หรือโมดูลพลังงานอัจฉริยะใช้เป็นตัวแปลงพลังงาน ไดรเวอร์คีย์อินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อโดยตรงกับเอาท์พุต เครื่องกำเนิด PWMไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ทำงานใน การปรับความกว้างพัลส์เวกเตอร์ฐาน(การปรับเวคเตอร์ PWM) ซึ่งเพิ่มการใช้ประโยชน์จากแรงดันไฟ DC link สูงสุด และลดการสูญเสียไดนามิกในอินเวอร์เตอร์ให้เหลือน้อยที่สุด (รายละเอียดด้านล่างเพิ่มเติม)
ข้าว. 6.29. ไดอะแกรมโครงสร้างของไดรฟ์
ตัวควบคุมเวกเตอร์ AC
โครงสร้างในรูป 6.29 ถือว่าใช้ตัวเข้ารหัสพัลส์สำหรับตำแหน่งของโรเตอร์มอเตอร์ สัญญาณจากเซ็นเซอร์จะถูกป้อนโดยตรงไปยังคอนโทรลเลอร์และประมวลผลในบล็อกการประมาณตำแหน่งซึ่งสามารถใช้งานได้โดยใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงพิเศษ - จับเวลาด้วยโหมดการทำงาน "สี่เหลี่ยมจัตุรัส". รหัสของตำแหน่งทางกลของโรเตอร์จะถูกแปลงโดยทางโปรแกรมเป็นรหัสของตำแหน่งไฟฟ้าของโรเตอร์ภายในการแบ่งขั้วของเครื่อง q ในการใช้หน่วยประมาณความเร็วสามารถใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงพิเศษของไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ซึ่งหลักการทำงานจะขึ้นอยู่กับการวัดช่วงเวลาเพื่อให้เครื่องยนต์ทำงานในส่วนที่กำหนดของเส้นทาง (ตัวประมาณความเร็ว)หรืออุปกรณ์ต่อพ่วงเอนกประสงค์ เช่น ตัวประมวลผลเหตุการณ์หรือ ผู้จัดการเหตุการณ์. ในกรณีหลัง ตัวจับเวลาที่ทำงานในโหมด "สี่เหลี่ยมจัตุรัส" เป็นฐานสำหรับหนึ่งในช่องเปรียบเทียบ ทันทีที่เครื่องยนต์ถึงระยะทางที่กำหนด จะเกิดการขัดจังหวะการเปรียบเทียบ ในรูทีนการบริการสำหรับการขัดจังหวะนี้ CPU จะกำหนดช่วงเวลาตั้งแต่การขัดจังหวะครั้งก่อนและคำนวณความเร็วไดรฟ์ปัจจุบัน w เป็นที่พึงปรารถนาที่ตัวจับเวลาที่ทำงานในโหมด "กำลังสอง" ช่วยให้สามารถเริ่มต้นได้ตามจำนวนเครื่องหมายต่อการปฏิวัติของตัวเข้ารหัสพัลส์ และยังมีโหมดสำหรับแก้ไขสถานะโดยอัตโนมัติโดยใช้ตัวเข้ารหัสอ้างอิง เครื่องประมาณความเร็วต้องทำงานด้วยความละเอียดที่ปรับได้ทั้งในแง่ของจำนวนพัลส์ต่อช่วงการวัดความเร็ว (ตั้งแต่ 1 ถึง 255) และความละเอียดที่ปรับได้ในเวลา (ความละเอียดสูงสุด 50-100 ns พร้อมช่วงการปรับความละเอียด 1:128) . หากตรงตามข้อกำหนดข้างต้นสำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงของไมโครคอนโทรลเลอร์ จะสามารถวัดความเร็วในช่วงอย่างน้อย 1:20000 โดยมีความแม่นยำไม่ต่ำกว่า 0.1% ในการวัดตัวแปรทางไฟฟ้า ไมโครคอนโทรลเลอร์ต้องมี ADC . ในตัวด้วยความละเอียดอย่างน้อย 10 - 12 บิต และเวลาในการแปลงอย่างน้อย 5 - 10 µs ตามกฎแล้ว ช่องสัญญาณ ADC แปดช่องนั้นเพียงพอที่จะรับสัญญาณไม่เพียงแค่เฟสปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสัญญาณป้อนกลับแรงดันและกระแสไฟในลิงก์ DC เช่นเดียวกับสัญญาณการตั้งค่าภายนอก สัญญาณแอนะล็อกเพิ่มเติมจะใช้ในการติดตั้งอินเวอร์เตอร์และการป้องกันมอเตอร์ การทำงานของ ADC จะมีประสิทธิผลมากขึ้นหากไมโครคอนโทรลเลอร์อนุญาตให้สแกนอัตโนมัติและเริ่มกระบวนการแปลง โดยปกติจะทำโดยใช้อุปกรณ์ต่อพ่วงแยกต่างหาก − ตัวประมวลผลธุรกรรมต่อพ่วงหรือใช้ โหมดเริ่มต้นอัตโนมัติของ ADCจากตัวประมวลผลเหตุการณ์หรือเครื่องกำเนิดสัญญาณ PWM ขอแนะนำให้สุ่มตัวอย่างสัญญาณแอนะล็อกอย่างน้อยสองสัญญาณพร้อมกัน
ในบล็อกการมอดูเลต PWM ของเวกเตอร์ ส่วนประกอบเวกเตอร์แรงดันไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นระบบพิกัดเชิงขั้ว (g, r) ที่เกี่ยวข้องกับแกนตามยาวของโรเตอร์ก่อน จากนั้นจึงคำนึงถึงตำแหน่งปัจจุบันของโรเตอร์ q ซึ่งเป็นภาคการทำงาน , กำหนดมุมภายในเซกเตอร์ และองค์ประกอบของเวกเตอร์ฐานในระบบพิกัดสัมบูรณ์ที่เกี่ยวข้องกับสเตเตอร์ แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขดลวดของมอเตอร์ U a , U b , U c จะเกิดขึ้น การแปลงพิกัดทั้งหมดที่ระบุไว้ข้างต้น (การแปลงแบบ Park และ Clark แบบไปข้างหน้าและแบบผกผัน) จะต้องดำเนินการแบบเรียลไทม์ เป็นที่พึงปรารถนาที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ในการติดตั้งระบบควบคุมเวกเตอร์มี ไลบรารีฟังก์ชันในตัวปรับให้เหมาะกับการควบคุมมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพ รวมถึงฟังก์ชันการแปลงพิกัด เวลาในการใช้งานของแต่ละฟังก์ชันเหล่านี้ไม่ควรเกินสองสามไมโครวินาที
คุณลักษณะที่โดดเด่นของระบบควบคุมเวกเตอร์สำหรับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสคือความจำเป็นในการใช้หน่วยคำนวณเพิ่มเติม ซึ่งจะประเมินตำแหน่งเชิงมุมปัจจุบันของเวกเตอร์ฟลักซ์ของโรเตอร์ สิ่งนี้ทำบนพื้นฐานของการแก้ปัญหาตามเวลาจริงของระบบสมการเชิงอนุพันธ์ที่รวบรวมตามแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของเครื่องยนต์ โดยปกติการดำเนินการดังกล่าวต้องการทรัพยากรการคำนวณเพิ่มเติมของโปรเซสเซอร์กลาง
6.2.3. วาล์วและไม่สัมผัส
เครื่อง DC
เครื่อง DC แบบไม่สัมผัส (BMPT) และเครื่องวาล์ว (VM) เป็นมอเตอร์ซิงโครนัสในระบบปิด (รูปที่ 6.30) ใช้งานโดยใช้เซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์ (RPS) ตัวแปลงพิกัด (PC) และตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์กำลัง (PSC) ).
ความแตกต่างระหว่าง BMPT และ VM เป็นเพียงวิธีสร้างแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์กำลัง ในกรณีแรก แรงดันพัลซิ่ง (กระแส) จะเกิดขึ้นที่ขดลวดของเครื่อง ในกรณีที่สอง แรงดันไฟฟ้าแบบไซน์หรือกึ่งไซนัส (กระแส) จะเกิดขึ้นที่เอาต์พุตของ SPP
ควรสังเกตว่า BMPT แตกต่างจากสเต็ปปิ้งแมชชีนที่รวมอยู่ในระบบผลิตไฟฟ้าแรงสูงแบบปิด ในนั้น แรงดันจะเกิดขึ้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโรเตอร์ และนี่คือความแตกต่างพื้นฐานจากสเต็ปปิ้ง ซึ่งตำแหน่งของโรเตอร์ขึ้นอยู่กับจำนวนของพัลส์ควบคุม
ข้าว. 6.30 น. แผนภาพการทำงานของ BMPT และ VM
มอเตอร์ฮิสเทรีซิสและรีลักแตนซ์มีความโดดเด่นในชุดเครื่องซิงโครนัส เครื่องเหล่านี้ไม่ค่อยได้ใช้ในไดรฟ์ไฟฟ้า
ในบรรดาเครื่องจักรซิงโครนัสที่พิจารณาแล้วทั้งหมดในระบบควบคุมนั้นถือว่าเครื่องวาล์วมีแนวโน้มดีที่สุด
ในการใช้งานหลายอย่าง ตัวอย่างเช่น สำหรับไดรฟ์ที่มีสวิตช์รีลัคแทนซ์และมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงถ่าน การรักษาระดับกระแสไฟคงที่ที่กำหนดไว้ในขดลวดของมอเตอร์ในช่วงเวลาการเปลี่ยนก็ค่อนข้างเพียงพอ โครงสร้างของระบบควบคุมง่ายขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ลักษณะเฉพาะของวงจร (รูปที่ 6.31) คือเครื่องกำเนิด PWM ให้การทำงานสองอย่างพร้อมกัน: การสลับเฟสของมอเตอร์อัตโนมัติตามสัญญาณเซ็นเซอร์ตำแหน่งและรักษากระแสให้อยู่ในระดับที่กำหนดโดยควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับมอเตอร์ ขดลวด
ฟังก์ชั่นแรกสามารถใช้งานได้โดยอัตโนมัติหากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีตัวในตัว หน่วยควบคุมเอาท์พุท A ที่รับคำสั่งจากตัวประมวลผลเหตุการณ์ ฟังก์ชันที่สองเป็นฟังก์ชันดั้งเดิมและใช้งานโดยการเปลี่ยนรอบการทำงานของสัญญาณ PWM เอาต์พุต ในการประมาณตำแหน่งของโรเตอร์มอเตอร์ คุณสามารถใช้ตัวเข้ารหัสองค์ประกอบฮอลล์หรือตัวเข้ารหัสพัลส์ที่มีราคาแพงกว่าได้ ในกรณีแรก สัญญาณจากเซ็นเซอร์ตำแหน่งจะเข้าสู่ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่อินพุต โมดูลจับภาพตัวประมวลผลเหตุการณ์.
การทำงานของแต่ละขั้นตอนจำนวนเต็มโดยมอเตอร์จะถูกระบุโดยตัวประมวลผลเหตุการณ์และทำให้เกิดการสลับอัตโนมัติของคีย์อินเวอร์เตอร์ การขัดจังหวะที่เกิดขึ้นทุกครั้งที่มีการดักจับขอบจากตัวเข้ารหัส ใช้เพื่อประมาณเวลาระหว่างการสลับสองสวิตช์ที่อยู่ติดกันและความเร็วของไดรฟ์เพิ่มเติม ในกรณีที่สอง คุณสามารถรับข้อมูลที่แม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับตำแหน่งปัจจุบันของโรเตอร์มอเตอร์และความเร็ว ซึ่งอาจจำเป็นในไดรฟ์ที่มีการควบคุมอัจฉริยะของมุมเปลี่ยนตามฟังก์ชันของความเร็ว ดังนั้นระบบควบคุมเวกเตอร์ของไดรฟ์ AC ที่เต็มเปี่ยมจึงต้องการการใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ประสิทธิภาพสูงพร้อมอุปกรณ์ต่อพ่วงในตัวด้านบนที่หลากหลาย ซึ่งช่วยให้ทำงานร่วมกันได้และต้องการทรัพยากรน้อยที่สุดจากโปรเซสเซอร์กลางในการบำรุงรักษา
ข้าว. 6.31. บล็อกไดอะแกรมของระบบควบคุม
มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน
6.3. สารกึ่งตัวนำกำลัง
ตัวแปลงสัญญาณในระบบ
ไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติ
ตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์กำลังในระบบอัตโนมัติทำหน้าที่ควบคุมความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์ไฟฟ้า พวกเขาเชื่อมต่อระหว่างผู้ใช้ไฟฟ้า (โดยปกติคือมอเตอร์ไฟฟ้า) และแหล่งพลังงานหลัก (รูปที่ 6.32) ตามหลักการทำงาน ตัวแปลงกำลังแบ่งออกเป็นประเภทพื้นฐานดังต่อไปนี้:
วงจรเรียงกระแสควบคุม (HC)ซึ่งแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งมักจะเป็นแรงดันไซน์ของแหล่งพลังงานความถี่คงที่ (โดยปกติคืออุตสาหกรรม
ฉและ = 50 Hz หรือ ฉและ \u003d 400 Hz) และด้วยค่าประสิทธิผลคงที่ (โดยปกติ ยูและ = 220 V หรือ ยูและ = 360 V) เป็นแรงดันเอาต์พุต DC ที่มีการควบคุม ( ยูพี =
วาร์ ฉน = 0)
ตัวแปลงความกว้างพัลส์ (PWM)ซึ่งแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของแหล่งจ่ายไฟ
(ยูและ =
คอนสตรัค, ฉและ = 0) เป็นแรงดัน DC คงที่ที่เอาต์พุต ( ยูพี =
วาร์ ฉน = 0)
อินเวอร์เตอร์อัตโนมัติ (AI)ซึ่งแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ( ยูและ = คอนสตรัค, ฉและ = 0) เป็นแรงดันไฟฟ้าสลับที่เอาต์พุตด้วยค่าประสิทธิผลที่ปรับได้และความถี่ที่ปรับได้ ( ยูน = วาร์, ฉน = วาร์).
ตัวแปลงความถี่ตรง (NPC) แปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งมักจะเป็นคลื่นไซน์ของความถี่คงที่ ( ฉและ = 400 Hz หรือ ฉและ = 50 Hz) dc rms (โดยทั่วไปคือ 220 V) เป็นแรงดันไฟขาออก AC พร้อม rms ที่ปรับได้และความถี่ที่ปรับได้ ( ยูพี = วาร์ ฉพี = วาร์)
ข้าว. 6.32. วิธีพื้นฐานในการใช้ตัวแปลงพลังงาน
ควรสังเกตว่าที่นี่ความเครียดคงที่ ( ฉ= 0) มีลักษณะเป็นค่าเฉลี่ย ยูผม sr., ยู n.sr และตัวแปร ( เฝอ 0) – ค่าที่มีประสิทธิภาพ ( ยูและ, ยูป).
ดังนั้นเครื่องแปลงไฟ UV, SHIP สามารถใช้เพื่อควบคุม (แรงดัน, กระแส, กำลังไฟฟ้า) ผู้ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง ยิ่งกว่านั้นหลังสามารถไม่เพียง แต่เป็นมอเตอร์ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเป็นผู้บริโภคที่มีโหลดแบบแอคทีฟ (ตัวต้านทาน) (ตัวแปลงพลังงานดังกล่าวใช้ในแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุม) หากแหล่งพลังงานเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ คุณสามารถใช้ HC หรือวงจรเรียงกระแสและ PWM ร่วมกันได้
สำหรับผู้บริโภคไฟฟ้ากระแสสลับ (ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นเครื่องไฟฟ้ากระแสสลับ) จะใช้ AI และเมื่อขับเคลื่อนจากแหล่งไฟฟ้ากระแสสลับ NFC หรือ UV และ AI ผสมกัน หรือวงจรเรียงกระแสและ AI
6.3.1. วงจรเรียงกระแสควบคุม
แหล่งพลังงานสำหรับวงจรเรียงกระแสแบบควบคุมคือเครือข่ายกระแสสลับ หลักการควบคุมคือในระหว่างครึ่งวงจรบวกของแรงดันไฟจ่าย กุญแจอิเล็กทรอนิกส์ (โดยปกติคือไทริสเตอร์) จะเปิดขึ้นและจ่ายแรงดันไฟให้กับผู้บริโภคเพียงส่วนหนึ่งของครึ่งรอบนี้ แรงดันและกระแสที่เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสควบคุมมีส่วนประกอบคงที่และแปรผันได้ โดยการเปลี่ยนโมเมนต์ (เฟส) ของการเปิดคีย์อิเล็กทรอนิกส์ ค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตของผู้ใช้ไฟฟ้าจะเปลี่ยนไป วงจรเรียงกระแสแบบควบคุมมักใช้ในการขับเคลื่อนมอเตอร์กระแสตรงผ่านวงจรกระดอง
วงจรเรียงกระแสแบบควบคุมมีรูปแบบที่แตกต่างกันจำนวนมาก ตามหลักการทำงานและการก่อสร้างสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: ครึ่งคลื่น (วงจรที่มีลวดเป็นกลาง) ซึ่งใช้แรงดันไฟหลักเพียงครึ่งคลื่นและสองครึ่งคลื่น (บริดจ์) วงจร) ซึ่งใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับครึ่งคลื่นทั้งสอง
พิจารณาการทำงานของวงจรไทริสเตอร์แบบเต็มคลื่นที่ง่ายที่สุดพร้อมโหลดที่ใช้งานอย่างหมดจด R n (รูปที่ 6.33)
ไปยังแหล่งที่มาของแรงดันไฟเมนไซน์ ยูและด้วยแอมพลิจูด n ผ่านสะพานไทริสเตอร์
VS1 – VS4. ไทริสเตอร์ในแนวทแยง VS1, VS4และ VS2, VS3เปิดเป็นคู่สลับกันในช่วงเวลาที่กำหนดโดยมุมเปิด a
ในช่วง α < w t< แรงดันไฟ 180° ใช้กับโหลด ยูพี = คุณ mบาป w t.ในรูป 6.35 กราฟแรงดันโหลดถูกแรเงาเป็นความมืด
เนื่องจากโหลดทำงานอยู่ (ตัวต้านทาน) เส้นโค้งปัจจุบันจะตามเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้า ในเวลา w เสื้อ = 180° กระแสจะลดลงเป็นศูนย์ และไทริสเตอร์คู่ที่สอดคล้องกันจะปิดลง กระบวนการนี้ทำซ้ำทุกครึ่งรอบ ไทริสเตอร์ถูกควบคุมโดยพัลส์ในช่วงเวลาสั้น ๆ โดยมีขอบนำที่ค่อนข้างสูงชัน ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานในไทริสเตอร์เมื่อเปิดเครื่อง และทำให้ความร้อนของไทริสเตอร์ลดลง
วิธีการควบคุมเฟสที่พิจารณาแล้วสามารถนำไปใช้ได้โดยใช้วิธีการเปลี่ยนเฟส ซึ่งหนึ่งในนั้นคือวิธีการควบคุมแนวตั้งที่อิงจากการเปรียบเทียบแรงดันอ้างอิง (โดยปกติคือฟันเลื่อย) และแรงดันคงที่ของสัญญาณควบคุม ความเท่าเทียมกันของค่าทันทีของแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้จะกำหนดเฟส a ซึ่งวงจรสร้างพัลส์ซึ่งจะถูกขยายและป้อนไปยังอิเล็กโทรดควบคุมของไทริสเตอร์ การเปลี่ยนเฟส a ของพัลส์ควบคุมทำได้โดยการเปลี่ยนระดับแรงดันไฟของสัญญาณควบคุม ยูอดีต. แผนภาพควบคุมการทำงานแสดงในรูปที่ 6.34. แรงดันอ้างอิงที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดแรงดันไฟแบบฟันเลื่อยของ GPN และซิงโครไนซ์กับแรงดันไฟหลักโดยใช้อุปกรณ์ซิงโครไนซ์ SU จะถูกป้อนไปยังวงจรเปรียบเทียบ CC ซึ่งรับแรงดันไฟขาเข้าพร้อมกัน (สัญญาณควบคุม) สัญญาณจากวงจรเปรียบเทียบจะถูกส่งไปยังตัวสร้างพัลส์ (FI) จากนั้นไปยังตัวกระจายพัลส์ (RI) ไปยังเพาเวอร์แอมป์ (U) จากตำแหน่งที่มันถูกป้อนไปยังอิเล็กโทรดควบคุมในรูปแบบของความสูงชันที่ทรงพลัง - ชีพจรที่ควบคุมโดยขอบและเฟส